JP7425946B2 - Adhesion inhibitors for proteins, cells or microorganisms, and their uses - Google Patents
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Description
本発明は、蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤、並びに、該接着抑制剤を含む生化学分析用ブロッキング剤、バイオフィルム形成抑制コート剤、細胞培養器材処理剤、タンパク質安定化剤及び細胞培養培地添加剤に関する。 The present invention relates to an adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms, as well as a blocking agent for biochemical analysis containing the adhesion inhibitor, a coating agent for inhibiting biofilm formation, a treatment agent for cell culture equipment, a protein stabilizer, and a cell culture medium. Regarding additives.
生化学分析の分野では、抗原抗体反応による特異吸着を利用し、DNAやタンパク質を検出し可視化する方法が、サザンブロッティング法、ウエスタンブロッティング法、ELISA法、免疫染色法等として広く知られている。抗体は、標的タンパク質以外とも非特異的な吸着反応を起こす。このような非特異的吸着を防ぐために、検出・測定対象表面を、非特異的な吸着は防ぐけれど特異的吸着は妨げないようなブロッキング剤を覆うような前処理が行われる。
ブロッキング剤としては、正常血清、ウシ血清アルブミン、ゼラチン、スキムミルクのような生体由来のタンパク質が知られている(特許文献1、非特許文献1)。また、ブロッキング剤としては、TWEEN20と称される界面活性剤、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、(メタ)アクリロイルモルホリンとその他のモノマーとの共重合体なども知られている(特許文献2、3、4)。また、ホスホリルコリン基を側鎖に有する共重合体を用いたブロッキング剤も検討されている(特許文献5、非特許文献2)。
しかし、特許文献1や非特許文献1に開示されるような生体由来のタンパク質は、性能にばらつきが生じやすいという潜在的な課題を有している。ところで、ブロッキング剤には、染色の標的であるタンパク質に染色剤が特異吸着し、発色する際、その発色を妨げないと共に、標的以外のタンパク質を覆い、標的以外のタンパク質には染色剤が吸着せずに発色しないことが求められる。しかし、特許文献2~4に開示される界面活性剤等は、標的のタンパク質に対する染色剤の特異吸着による発色を妨げたり、標的以外のタンパク質を十分には覆えず、標的以外のタンパク質にも染色剤が吸着し、発色してしまったりするなどの課題を有している。さらに、特許文献5に開示される共重合体は、原料のモノマー合成時に複数の反応やそれに伴う精製が必要であるなど生産性に問題を有していた。
In the field of biochemical analysis, methods for detecting and visualizing DNA and proteins using specific adsorption through antigen-antibody reactions are widely known as Southern blotting, Western blotting, ELISA, immunostaining, and the like. Antibodies also cause nonspecific adsorption reactions with other than target proteins. In order to prevent such non-specific adsorption, pretreatment is performed such that the surface to be detected or measured is coated with a blocking agent that prevents non-specific adsorption but does not interfere with specific adsorption.
As blocking agents, proteins derived from living organisms such as normal serum, bovine serum albumin, gelatin, and skim milk are known (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). Also known as blocking agents include a surfactant called TWEEN20, hydroxyalkyl cellulose, polyvinyl alcohol, and copolymers of (meth)acryloylmorpholine and other monomers (Patent Documents 2, 3, 4). Further, blocking agents using copolymers having phosphorylcholine groups in their side chains have also been studied (Patent Document 5, Non-Patent Document 2).
However, biologically-derived proteins such as those disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 have a potential problem that variations in performance tend to occur. By the way, the blocking agent specifically adsorbs the staining agent to the protein that is the target of staining and does not interfere with the color development, and also covers proteins other than the target and prevents the staining agent from adsorbing to proteins other than the target. It is required that the color does not develop without coloring. However, the surfactants disclosed in Patent Documents 2 to 4 prevent color development due to specific adsorption of staining agents to target proteins, cannot sufficiently cover proteins other than the target, and stain proteins other than the target as well. There are problems such as adsorption of agents and color development. Furthermore, the copolymer disclosed in Patent Document 5 has problems in productivity, such as requiring multiple reactions and accompanying purification during synthesis of raw material monomers.
また、バイオフィルムは生物膜やスライムとも言われ、一般に水系で細菌やカビ等の微生物が物質の表面に付着・増殖することによって微生物細胞内から多糖やタンパク質などの高分子物質を産生して構造体を形成したものを指す。バイオフィルムが形成される前後で比較すると、バイオフィルムが一度形成された場合、洗浄・除去、抗生物質、薬剤、熱、乾燥等に対して著しく高い抵抗性を示す。その結果、付着・増殖した微生物を原因とする危害が発生して様々な産業分野で問題を引き起こす。
例えば、カテーテル等の医療機器の管内に細菌が付着しバイオフィルムを形成することで詰まりの原因となり、処すべき治療を施すことが不可能となる。また、バイオフィルムが剥がれ落ち、細菌の凝集体が体内に侵入し、深刻な疾病となる恐れがある。食品プラントの配管内にバイオフィルムが形成されると、バイオフィルムが剥がれ落ち、製品内への異物混入につながるだけでなく、微生物由来の毒素で食中毒の原因となる。更に、金属表面へのバイオフィルム形成は金属腐食の原因となり、設備の老朽化を促進する。また、水槽の内面にバイオフィルムが形成されると、水槽内の生物に悪影響を及ぼす。
このように、バイオフィルムの形成抑制が求められており、バイオフィルム形成抑制について種々検討されている。
特許文献6では、アルカリ無機塩を主成分とするバイオフィルム崩壊剤に、低分子量のアミンオキシド界面活性剤を含むバイオフィルム用処理剤が開示され、一度形成されたバイオフィルムを、低分子量の界面活性剤によって洗浄する手法が開示されている。しかし
、一度形成されたバイオフィルムをはがすことは困難であり、洗浄作業による労働的負担が大きい。また洗浄作業の際、多量の水を使用するため処理問題や環境汚染問題を伴う。特許文献7では、アミノ基及び4級アンモニウム基から選ばれる基を1種類以上有し、かつ、アニオン性基を有するビニル系モノマーに由来する高分子化合物を特徴とする、バイオフィルムの形成を抑制する方法が開示され、該高分子化合物が、微生物の付着防止、殺菌、抗菌作用を発揮し、バイオフィルムの形成を抑制する手法が開示されている。しかし、該高分子化合物は耐水性が劣り、バイオフィルム形成抑制性が不十分である。
Biofilm is also referred to as biological film or slime, and generally occurs in water systems when microorganisms such as bacteria and mold adhere to and multiply on the surface of materials, producing polymeric substances such as polysaccharides and proteins from within the microbial cells. Refers to something that has formed a body. Comparing before and after a biofilm is formed, once a biofilm is formed, it shows significantly high resistance to cleaning/removal, antibiotics, drugs, heat, drying, etc. As a result, hazards caused by the attached and multiplied microorganisms occur, causing problems in various industrial fields.
For example, bacteria adhere to the inside of a medical device such as a catheter and form a biofilm, causing a blockage and making it impossible to perform the desired treatment. In addition, the biofilm may fall off, allowing bacterial aggregates to enter the body and cause serious illness. When a biofilm forms inside the pipes of a food plant, it not only peels off and leads to foreign matter getting into the product, but also causes food poisoning due to toxins derived from microorganisms. Furthermore, biofilm formation on metal surfaces causes metal corrosion and accelerates the deterioration of equipment. Furthermore, if a biofilm is formed on the inner surface of the aquarium, it will have a negative impact on the organisms in the aquarium.
As described above, there is a need to suppress the formation of biofilms, and various studies have been conducted to suppress the formation of biofilms.
Patent Document 6 discloses a biofilm treatment agent containing a low molecular weight amine oxide surfactant in a biofilm disintegrating agent mainly composed of an alkali inorganic salt. Techniques for cleaning with activators are disclosed. However, once a biofilm is formed, it is difficult to remove it, and the cleaning work imposes a heavy labor burden. Furthermore, since a large amount of water is used during cleaning, there are problems with treatment and environmental pollution. Patent Document 7 discloses a method for inhibiting biofilm formation characterized by a polymer compound derived from a vinyl monomer having one or more groups selected from amino groups and quaternary ammonium groups and having an anionic group. A method is disclosed in which the polymer compound exhibits microbial adhesion prevention, sterilization, and antibacterial effects, thereby suppressing biofilm formation. However, this polymer compound has poor water resistance and insufficient ability to inhibit biofilm formation.
また、医薬品、農薬などの創薬や食品検査、診断、遺伝子工学等の分野において、細胞を用いた評価が幅広く行われている。従来、細胞の機能や応答を評価する場合には、細胞はシャーレなどに入れられた培地等により培養され、様々な実験に用いられている。しかし、数多くの薬品や導入物質による反応を調べる場合には、細胞の特定の反応を効率よく、短時間で多種類の分析を行い、しかもより少ない試料で結果が得られる評価方法が望まれていた。このような状況において、マイクロチップと呼ばれる細胞培養器材がガラス等の基板上で保持した細胞の化学反応を観察あるいは測定する試みは、操作の簡便化・自動化による分析時間の短縮などのメリットをもたらすと期待され、近年盛んに行われてきている。マイクロチップを利用したシステムの利点としては、サンプルや試薬の使用量あるいは廃液の排出量が軽減され、省スペースで持ち運び可能な安価なシステムの実現が考えられている。例えば非特許文献3には、上記利点を活かし、流路壁面に細胞を付着させたマイクロチップを用いて細胞の機能や応答を評価する研究もなされている。
しかしながら、細胞を用いるマイクロチップでは、デバイスの表面に生物試料由来の細胞や蛋白質による接着が生じ、目詰まりや分析の精度や感度の低下を招くという問題があった。その問題を解消するために、例えば特許文献8には、スルフィニル基を側鎖に有する繰り返し単位を有する重合体を有効成分とする細胞接着防止剤でコーティングされたマイクロ流路デバイスが報告されている。
In addition, evaluations using cells are widely performed in fields such as drug discovery of pharmaceuticals and agricultural chemicals, food testing, diagnosis, and genetic engineering. Conventionally, when evaluating cell functions and responses, cells are cultured in a culture medium placed in a petri dish, etc., and used in various experiments. However, when investigating the reactions caused by a large number of drugs and introduced substances, there is a need for an evaluation method that can efficiently analyze a variety of specific cell reactions in a short period of time and obtain results using fewer samples. Ta. Under these circumstances, attempts to observe or measure the chemical reactions of cells held on a substrate such as glass using a cell culture device called a microchip have the advantage of simplifying operations and shortening analysis time through automation. This is expected to be the case, and it has become popular in recent years. The advantage of a system using a microchip is that it reduces the amount of samples and reagents used and the amount of waste fluid discharged, and it is thought that it will be possible to realize a space-saving, portable, and inexpensive system. For example, in Non-Patent Document 3, there is also a study in which the functions and responses of cells are evaluated using a microchip in which cells are attached to the wall surface of a flow channel, taking advantage of the above-mentioned advantages.
However, microchips using cells have problems in that cells and proteins derived from biological samples adhere to the surface of the device, leading to clogging and a decrease in analysis accuracy and sensitivity. To solve this problem, for example, Patent Document 8 reports a microchannel device coated with a cell adhesion inhibitor containing a polymer having a repeating unit having a sulfinyl group in its side chain as an active ingredient. .
また、タンパク質はポリペプチド鎖内のファンデルワールス相互作用、水素結合、静電的相互作用などの非共有結合性の弱い極性相互作用によって高次構造が維持されており、このような高次構造により様々な機能が発現されている。これらの結合は外的なさまざまな要因(温度、pH、塩濃度、タンパク質自身の濃度、界面活性剤、変性剤、二価金属、プロテアーゼの共存)によって変化し、場合によってはタンパク質の構造が壊れて本来の機能が失われた状態となる。そのためタンパク質の安定性は機能的な高次構造を維持する能力と言い換えることができる。
このような理由からタンパク質を水溶液中で安定化させる必要があり、緩衝溶液中で常に所定の温度にして保存するなど保管条件の最適化や、安定化剤(アルブミンなど他のタンパク質、グリセロース・ポリエチレングリコール・スクロースなどの多価アルコール、グルタミン酸・リジンなどのアミノ酸、グルタチオン・ジチオトレイトールなどの還元剤、EDTAなどの金属キレート剤、クエン酸などの有機酸塩、重金属塩、基質、補酵素)を単独又は併用しての使用が検討されている(非特許文献4)。特に合成化合物の安定化剤としては、例えば、特許文献9にはホスホリルコリン基を有する重合体、特許文献10にはポリエチレングリコール部位を有する高分子化合物、特許文献11には低分子アミンオキシド化合物、を使用する方法が開示されている。
しかし、これらの方法はタンパク質の種類によっては、保持率や安定期間が満足できるものではない場合があり、更なる改良が求められている。
In addition, the higher-order structure of proteins is maintained by non-covalent weak polar interactions such as van der Waals interactions, hydrogen bonds, and electrostatic interactions within the polypeptide chain; Various functions are expressed by These bonds change depending on various external factors (temperature, pH, salt concentration, concentration of the protein itself, surfactants, denaturants, divalent metals, coexistence of proteases), and in some cases the structure of the protein may be destroyed. The original function is lost. Therefore, protein stability can be translated into the ability to maintain a functional higher-order structure.
For this reason, it is necessary to stabilize proteins in an aqueous solution, and it is necessary to optimize storage conditions, such as storing proteins at a specified temperature in a buffer solution, and to use stabilizers (other proteins such as albumin, glycerose, polyethylene, etc.). Polyhydric alcohols such as glycol and sucrose, amino acids such as glutamic acid and lysine, reducing agents such as glutathione and dithiothreitol, metal chelating agents such as EDTA, organic acid salts such as citric acid, heavy metal salts, substrates, and coenzymes). Their use alone or in combination is being considered (Non-Patent Document 4). In particular, as stabilizers for synthetic compounds, for example, Patent Document 9 describes a polymer having a phosphorylcholine group, Patent Document 10 describes a polymer compound having a polyethylene glycol moiety, and Patent Document 11 describes a low-molecular amine oxide compound. Methods of use are disclosed.
However, these methods may not have satisfactory retention rates or stability periods depending on the type of protein, and further improvements are required.
また、化学物質や医薬品等の薬効及び毒性評価、抗体などの有用物質の大量生産、再生医療等の分野で利用される動物細胞は、シャーレやマルチウェルプレート、袋状容器などの培養容器内で培養されることが多い。培養容器内の細胞は、例えば、培養容器の表面に接着し、培養容器の培養面上で伸展することにより2次元的に増殖する。しかし、2次元的に増殖した細胞は生体内と環境が大きく異なるため、生体内における形態や機能を発現
しない場合があり、3次元的な細胞凝集塊を形成させる方が、その機能維持に有利であると言われている。そこで、細胞が接着しにくい培養容器による細胞凝集塊を形成する技術が開示されている。例えば、非特許文献5には、親水性のポリヒドロキシエチルメタクリレートを塗布した培養器具で、肝細胞がスフェロイドを形成することが報告されている。また、特許文献12には、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとブチルメタクリレートとの共重合体がコーティングされた培養容器が開示されている。
しかし、非特許文献5や特許文献12に開示されるような技術では、培養容器の表面をコーティング剤で処理するためのコストや時間がかかってしまう。また、ポリスチレン表面に減圧した空気、アルゴンガス等の雰囲気下で高電圧をかけ、プラズマを発生させて表面にラジカルを生成させ、このラジカルに水蒸気や酸素を接触反応させ、水酸基やカルボキシル器などの親水性の官能基を生成させる方法も利用されているが、このような方法では、プラズマ処理後、ポリスチレン表面が徐々に疎水性に変化していき、親水性な表面状態を保持できず、3次元的な細胞凝集塊を形成することができないという問題があった。
In addition, animal cells used in fields such as efficacy and toxicity evaluation of chemical substances and pharmaceuticals, mass production of useful substances such as antibodies, and regenerative medicine are stored in culture containers such as petri dishes, multiwell plates, and bag-like containers. Often cultivated. Cells in the culture container, for example, adhere to the surface of the culture container and grow two-dimensionally by spreading on the culture surface of the culture container. However, because the environment of two-dimensionally proliferated cells is very different from that in the living body, they may not express the morphology and function that they would have in the living body, so it is more advantageous to form three-dimensional cell aggregates to maintain their functions. It is said that Therefore, a technique for forming cell aggregates using a culture container to which cells are difficult to adhere has been disclosed. For example, Non-Patent Document 5 reports that hepatocytes form spheroids in a culture device coated with hydrophilic polyhydroxyethyl methacrylate. Further, Patent Document 12 discloses a culture vessel coated with a copolymer of 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine and butyl methacrylate.
However, with the techniques disclosed in Non-Patent Document 5 and Patent Document 12, it takes time and cost to treat the surface of the culture container with a coating agent. In addition, high voltage is applied to the polystyrene surface in an atmosphere of reduced pressure air, argon gas, etc. to generate plasma and generate radicals on the surface, and the radicals are caused to contact react with water vapor and oxygen, forming hydroxyl groups and carboxyl groups. Methods of generating hydrophilic functional groups have also been used, but with these methods, the polystyrene surface gradually changes to hydrophobicity after plasma treatment, making it impossible to maintain a hydrophilic surface state. There was a problem that dimensional cell aggregates could not be formed.
また、動物細胞を大量に効率よく培養する技術は、モノクローナル抗体をはじめ有用な生理活性物質の生産に応用されているが、例えばRPM11640、イーグルMEM、Ham‘s F12などの合成基礎培地に10~20%程度のウシ胎児血清(FBS)などの動物血清を添加した培養液が一般に用いられる。しかしながら、培地に血清を加えることは培地コストの上昇を招き、また、血清由来のタンパク質を含む培養液から目的とする生理活性物質を単離することが困難になるなどの欠点がある。また、多くの場合、血清にはロット間に品質のばらつきがみられる。そこで血清の使用に先立ってロットチェックを十分に行い、使用可能な血清を選択する必要があるが、この血清の選択には多くの労力を要する。
上記課題を解決すべく、血清を用いない培地(無血清培地)の検討が行われてきた。
例えば、特許文献13には、グリシルグリシンを培地に添加することで、動物細胞に高濃度に有用物質を生産させることができることが開示されている。また、特許文献14には、リン脂質類似構造を有するポリマーを含有する培地で細胞培養した場合に、生理活性物質を効率的に生産できることが開示されている。また、特許文献15には、疎水性D-アミノ酸を含有する培地が、細胞増殖を促進させ、有用物質の生産量を増大させることが開示されている。
しかし、従来の無血清培地の多くは、抗体産生細胞の増殖性、生存性及び抗体生産性の面で血清含有培地に比べて十分なものとは言えない。また、抗体産生細胞培養において、培地成分にアミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマーを培地添加剤として用いた効果に関する知見は無い。
In addition, techniques for efficiently culturing animal cells in large quantities have been applied to the production of useful physiologically active substances such as monoclonal antibodies. A culture medium to which approximately 20% animal serum such as fetal bovine serum (FBS) is added is generally used. However, adding serum to the medium increases the cost of the medium and has disadvantages such as making it difficult to isolate the target physiologically active substance from the culture solution containing serum-derived proteins. Additionally, in many cases, serum quality varies between lots. Therefore, before using serum, it is necessary to perform a thorough lot check and select a usable serum, but selecting this serum requires a lot of effort.
In order to solve the above problems, studies have been conducted on media that do not use serum (serum-free media).
For example, Patent Document 13 discloses that by adding glycylglycine to a culture medium, animal cells can be made to produce useful substances at high concentrations. Further, Patent Document 14 discloses that physiologically active substances can be efficiently produced when cells are cultured in a medium containing a polymer having a structure similar to phospholipids. Further, Patent Document 15 discloses that a culture medium containing hydrophobic D-amino acids promotes cell proliferation and increases the production amount of useful substances.
However, most conventional serum-free media are not as satisfactory as serum-containing media in terms of proliferation, survival, and antibody productivity of antibody-producing cells. Further, in culturing antibody-producing cells, there is no knowledge regarding the effect of using a vinyl polymer having an amine oxide group as a medium component and having a mass average molecular weight of 2,000 or more as a medium additive.
上記事情に鑑み、本発明の課題は、優れた蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制力を発現する、蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤、並びに、該接着抑制剤を含む各種用途を提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms that exhibits an excellent ability to inhibit adhesion of proteins, cells, or microorganisms, and various uses containing the adhesion inhibitor. It is in.
また、本発明は、標的のタンパク質に対する染色剤の特異吸着による発色を妨げない性能や、標的以外のタンパク質を十分に覆い、標的以外のタンパク質に対する染色剤の非特異吸着を防止し、発色を防止する性能を安定して発現できる、生化学分析用ブロッキング剤を提供することを目的とする。すなわち、本発明は、標的のタンパク質に対する染色剤の特異吸着による発色を妨げることなく、標的以外のタンパク質を十分に覆い、標的以外のタンパク質に対する染色剤の非特異吸着を防止して発色させない効果を安定して発揮する生化学分析用ブロッキング剤を提供することを目的とする。 In addition, the present invention has the ability to not interfere with color development due to specific adsorption of the stain to the target protein, sufficiently cover proteins other than the target, prevent non-specific adsorption of the stain to proteins other than the target, and prevent color development. The purpose of the present invention is to provide a blocking agent for biochemical analysis that can stably exhibit the performance of biochemical analysis. That is, the present invention has the effect of sufficiently covering proteins other than the target without hindering color development due to specific adsorption of the stain to the target protein, and preventing non-specific adsorption of the stain to proteins other than the target, thereby preventing color development. The purpose of the present invention is to provide a blocking agent for biochemical analysis that exhibits stable performance.
また、本発明の課題は、安全性、塗工性及び耐水性に優れ、かつ、長期間のバイオフィルム形成抑制を可能とする、バイオフィルム形成抑制コート剤及び該コート剤からなる塗膜を有する、バイオフィルム形成抑制積層体を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a biofilm formation-inhibiting coating agent and a coating film made of the coating agent, which is excellent in safety, coatability, and water resistance, and which enables long-term inhibition of biofilm formation. An object of the present invention is to provide a biofilm formation-inhibiting laminate.
また、本発明は、蛋白質吸着性が抑えられ、且つ優れた細胞接着防止効果を発揮する細胞培養器材処理剤、該細胞培養器材処理剤からなる細胞接着防止膜を有する、細胞塊製造に適した細胞培養器材、該器材を具備するメディカルデバイス、及び該細胞培養器材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention also provides a cell culture equipment treatment agent that suppresses protein adsorption and exhibits an excellent cell adhesion prevention effect, and a cell culture equipment treatment agent that has a cell adhesion prevention film made of the cell culture equipment treatment agent and is suitable for cell mass production. The present invention aims to provide a cell culture device, a medical device equipped with the device, and a method for manufacturing the cell culture device.
また、本発明の課題は、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を用いることで、タンパク質の機能を損なうことなく安定保管が可能な、タンパク質安定化剤を提供することにある。また、該タンパク質安定化剤とタンパク質とを共存させることで、タンパク質の機能を損なうことなく安定保管が可能な、タンパク質の安定化方法を提供することにある。 Another object of the present invention is that by using a vinyl polymer (A) that has an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more, stable storage can be achieved without impairing protein functions. , to provide a protein stabilizer. Another object of the present invention is to provide a method for stabilizing a protein, which allows stable storage without impairing the function of the protein by allowing the protein stabilizer and the protein to coexist.
また、本発明の目的は、コストや手間の増加を伴わずに3次元的かつ生細胞数の割合が良好な細胞凝集塊を作製するための、細胞培養培地添加剤、該添加剤を含む細胞培養培地、該添加剤を用いた細胞凝集塊の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a cell culture medium additive, a cell culture medium containing the additive, and a cell culture medium additive for producing a three-dimensional cell aggregate with a good proportion of viable cells without increasing cost or labor. The object of the present invention is to provide a culture medium and a method for producing cell aggregates using the additive.
また、本発明の目的は、コストや手間の増加を伴わずに、抗体の生産性を高めるための、抗体産生細胞培養培地添加剤、該添加剤を用いた抗体産生細胞の培養方法、細胞培養培地及び抗体の製造方法を提供することにある。 The present invention also aims to provide an antibody-producing cell culture medium additive, a method for culturing antibody-producing cells using the additive, and a method for culturing antibody-producing cells to increase antibody productivity without increasing cost or labor. An object of the present invention is to provide a culture medium and a method for producing antibodies.
すなわち、本発明は以下の〔1〕~〔26〕に関する。 That is, the present invention relates to the following [1] to [26].
〔1〕 アミンオキシド基を有し、かつ質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を含む、蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤。 [1] An adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms, comprising a vinyl polymer (A) having an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more.
〔2〕 ビニル系ポリマー(A)が、下記一般式1~3で示される少なくともいずれかの構造を有する、〔1〕に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤。 [2] The protein, cell or microorganism adhesion inhibitor according to [1], wherein the vinyl polymer (A) has at least one of the structures represented by the following general formulas 1 to 3.
[一般式1~3中、
Xは2価の結合基、
yは0又は1、
R1は炭素数1~6のアルキレン基、
R2及びR3はそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキル基、
R4は水素原子又は炭素数1~4のアルキル基、
R5~R9のうち4つはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、R5~R9のうちの1つはビニル系ポリマー(A)の主鎖との結合位置を表し、
*はビニル系ポリマー(A)の主鎖との結合位置を表す。]
[In general formulas 1 to 3,
X is a divalent bonding group,
y is 0 or 1,
R 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Four of R 5 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and one of R 5 to R 9 is a bond with the main chain of the vinyl polymer (A). represents the bond position,
* represents the bonding position with the main chain of the vinyl polymer (A). ]
〔3〕 前記ビニル系ポリマー(A)が、エチレン性不飽和基を有するモノマーを重合してなるポリマーと酸化剤との反応生成物であり、
前記エチレン性不飽和基を有するモノマーが、1分子中に1つのエチレン性不飽和基と3級アミノ基とを有するモノマー(a)を必須成分として含む、〔1〕又は〔2〕に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤。
[3] The vinyl polymer (A) is a reaction product of a polymer obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated group and an oxidizing agent,
[1] or [2], wherein the monomer having an ethylenically unsaturated group contains as an essential component a monomer (a) having one ethylenically unsaturated group and a tertiary amino group in one molecule. Adhesion inhibitor for proteins, cells or microorganisms.
〔4〕 前記エチレン性不飽和基を有するモノマーが、少なくとも、3級アミノ基を有するモノマー(a)と、炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)とを含む、〔3〕に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤。 [4] In [3], the monomer having an ethylenically unsaturated group contains at least a monomer (a) having a tertiary amino group and a monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms. An adhesion inhibitor for the proteins, cells or microorganisms described above.
〔5〕 〔1〕~〔4〕いずれか1項に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤を含み、前記接着抑制剤中のビニル系ポリマー(A)が、アミンオキシド基を1~10mmol/g有するビニル系ポリマー(A)である、生化学分析用ブロッキング剤。 [5] The adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms according to any one of [1] to [4] is included, and the vinyl polymer (A) in the adhesion inhibitor contains 1 to 10 mmol of amine oxide groups. A blocking agent for biochemical analysis, which is a vinyl polymer (A) having /g.
〔6〕 前記ビニル系ポリマー(A)が、チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体である、〔5〕に記載の生化学分析用ブロッキング剤。 [6] The blocking agent for biochemical analysis according to [5], wherein the vinyl polymer (A) is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer.
〔7〕 基材表面に固定した病理組織に、〔5〕又は〔6〕に記載の生化学分析用ブロッキング剤を接触させた後、前記病理組織中の抗原に、染色用抗体を吸着させ、前記抗原を検出する免疫染色方法。 [7] After bringing the blocking agent for biochemical analysis according to [5] or [6] into contact with the pathological tissue fixed on the surface of the base material, adsorbing the staining antibody to the antigen in the pathological tissue, An immunostaining method for detecting the antigen.
〔8〕 チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなるアミンオキシド基含有ビニル系ポリマー(A’)であって、該アミンオキシド基含有ビニル系ポリマー(A’)が、下記一般式1~3で表される少なくともいずれかのアミンオキシド構造を含む、アミンオキシド基含有ビニル系ポリマー(A’)。 [8] An amine oxide group-containing vinyl polymer (A') comprising a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, the amine oxide group-containing vinyl polymer (A') having the following general formula 1. An amine oxide group-containing vinyl polymer (A') containing at least one of the amine oxide structures represented by .
[一般式1~3中、
Xは2価の結合基、
yは0又は1、
R1は炭素数1~6のアルキレン基、
R2及びR3はそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキル基、
R4は水素原子又は炭素数1~4のアルキル基、
R5~R9のうち4つはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、R5~R9のうちの1つはビニル系ポリマー(A’)の主鎖との結合位置を表し、
*はビニル系ポリマー(A’)の主鎖との結合位置を表す。]
[In general formulas 1 to 3,
X is a divalent bonding group,
y is 0 or 1,
R 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Four of R 5 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and one of R 5 to R 9 is connected to the main chain of the vinyl polymer (A'). represents the bond position of
* represents the bonding position with the main chain of the vinyl polymer (A'). ]
〔9〕 〔1〕~〔4〕いずれか1項に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤を含み、前記接着抑制剤が、質量平均分子量が2,000~10,000,000であるビニル系ポリマー(A)を含む、バイオフィルム形成抑制コート剤。 [9] Contains the adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms according to any one of [1] to [4], wherein the adhesion inhibitor has a mass average molecular weight of 2,000 to 10,000,000. A biofilm formation inhibiting coating agent containing a vinyl polymer (A).
〔10〕 前記ビニル系ポリマー(A)が、アミンオキシド基を0.25~5mmol/g含む〔9〕に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。 [10] The biofilm formation-inhibiting coating agent according to [9], wherein the vinyl polymer (A) contains 0.25 to 5 mmol/g of amine oxide group.
〔11〕 基材上に、〔9〕又は〔10〕に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤からなる塗膜を有する、バイオフィルム形成抑制積層体。 [11] A biofilm formation inhibiting laminate comprising a coating film comprising the biofilm formation inhibiting coating agent according to [9] or [10] on a base material.
〔12〕 〔1〕~〔4〕いずれか1項に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤を含む、細胞培養器材処理剤。 [12] A cell culture equipment treatment agent comprising the protein, cell or microorganism adhesion inhibitor according to any one of [1] to [4].
〔13〕 前記ビニル系ポリマー(A)が、アミンオキシド基を0.25~5mmol/g含む、〔12〕に記載の細胞培養器材処理剤。 [13] The cell culture equipment treatment agent according to [12], wherein the vinyl polymer (A) contains 0.25 to 5 mmol/g of amine oxide group.
〔14〕 前記ビニル系ポリマー(A)が、カルボキシル基及び水酸基からなる群から選ばれる少なくとも1種の架橋性基を有する〔12〕又は〔13〕に記載の細胞培養器材処理剤。 [14] The cell culture equipment treatment agent according to [12] or [13], wherein the vinyl polymer (A) has at least one crosslinkable group selected from the group consisting of a carboxyl group and a hydroxyl group.
〔15〕 さらに架橋剤を含む〔14〕に記載の細胞培養器材処理剤。 [15] The cell culture equipment treatment agent according to [14], further comprising a crosslinking agent.
〔16〕 基材上に、〔1〕~〔4〕いずれか1項に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤を含む細胞接着防止膜を有する細胞培養器材。 [16] A cell culture device having, on a substrate, a cell adhesion prevention film containing the protein, cell or microorganism adhesion inhibitor according to any one of [1] to [4].
〔17〕 〔16〕に記載の細胞培養器材を具備する、メディカルデバイス。 [17] A medical device comprising the cell culture equipment according to [16].
〔18〕 〔1〕~〔4〕いずれか1項に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤を含む、タンパク質安定化剤。 [18] A protein stabilizer comprising the protein, cell or microorganism adhesion inhibitor according to any one of [1] to [4].
〔19〕 前記ビニル系ポリマー(A)が、アミンオキシド基を1~10mmol/g含む、〔18〕に記載のタンパク質安定化剤。 [19] The protein stabilizer according to [18], wherein the vinyl polymer (A) contains 1 to 10 mmol/g of amine oxide group.
〔20〕 〔18〕又は〔19〕に記載のタンパク質安定化剤と、タンパク質とを共存させることを特徴とする、タンパク質の安定化方法。 [20] A method for stabilizing a protein, which comprises coexisting the protein stabilizer according to [18] or [19] with the protein.
〔21〕 〔1〕~〔4〕いずれか1項に記載の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤を含む、細胞培養培地添加剤。 [21] A cell culture medium additive comprising the protein, cell or microorganism adhesion inhibitor according to any one of [1] to [4].
〔22〕 前記ビニル系ポリマー(A)が、アミンオキシド基を1~10mmol/g含む、〔21〕に記載の細胞培養培地添加剤。 [22] The cell culture medium additive according to [21], wherein the vinyl polymer (A) contains 1 to 10 mmol/g of amine oxide group.
〔23〕 前記細胞が抗体産生細胞である、〔21〕又は〔22〕に記載の細胞培養培地添加剤。 [23] The cell culture medium additive according to [21] or [22], wherein the cells are antibody-producing cells.
〔24〕 〔21〕~〔23〕いずれか1項に記載の細胞培養培地添加剤を含む、細胞培養培地。 [24] A cell culture medium comprising the cell culture medium additive according to any one of [21] to [23].
〔25〕 前記細胞培養培地における前記ビニル系ポリマー(A)の濃度が0.01質量%以上1質量%以下である、〔24〕に記載の細胞培養培地。 [25] The cell culture medium according to [24], wherein the concentration of the vinyl polymer (A) in the cell culture medium is 0.01% by mass or more and 1% by mass or less.
〔26〕 〔21〕~〔23〕いずれか1項に記載の細胞培養培地添加剤を含む細胞培養培地で細胞を培養して細胞凝集塊を形成する、細胞凝集塊の製造方法。 [26] A method for producing a cell aggregate, comprising culturing cells in a cell culture medium containing the cell culture medium additive according to any one of [21] to [23] to form a cell aggregate.
本発明により、優れた蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制力を発現する、蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤、並びに、該接着抑制剤を含む各種用途を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms that exhibits an excellent ability to inhibit adhesion of proteins, cells, or microorganisms, and various uses containing the adhesion inhibitor.
また、本発明のブロッキング剤は、標的のタンパク質に対する染色剤の特異吸着による発色を妨げない性能や、標的以外のタンパク質を十分に覆い、標的以外のタンパク質に対する染色剤の非特異吸着を防止し、発色を防止する性能を、生体由来のブロッキング剤とは異なり、安定して発現できる。このブロッキング剤を用いることにより、感度よくウエスタンブロッティングや免疫組織染色などの抗原抗体反応を利用した生化学分析を行うことが可能になる。 In addition, the blocking agent of the present invention has the ability not to interfere with color development due to specific adsorption of the stain to the target protein, sufficiently covers proteins other than the target, and prevents non-specific adsorption of the stain to proteins other than the target. Unlike blocking agents derived from living organisms, it can stably exhibit the ability to prevent color development. By using this blocking agent, it becomes possible to perform sensitive biochemical analyzes using antigen-antibody reactions such as Western blotting and immunohistological staining.
また、本発明により、標的のたんぱく質に対する染色剤の特異吸着による発色を妨げることなく、標的以外のたんぱく質を十分に覆い、標的以外のたんぱく質に対する染色剤の非特異吸着を防止して発色させない効果を発揮する生化学分析用ブロッキング剤を提供することが出来る。これにより、感度よくウエスタンブロッティングや免疫組織染色、ELISA法、イムノクロマト法などの抗原抗体反応を利用した生化学分析を行うことが可能になる。例えば、免疫組織染色では、基材表面に固定した病理組織に、本発明の生化学分
析用ブロッキング剤を接触させた後、前記病理組織中の抗原に染色用抗体を吸着させて前記抗原を検出できる。
In addition, the present invention has the effect of sufficiently covering proteins other than the target without hindering color development due to specific adsorption of the stain to the target protein, preventing non-specific adsorption of the stain to proteins other than the target, and preventing color development. It is possible to provide a blocking agent for biochemical analysis that exhibits the following properties. This makes it possible to perform sensitive biochemical analyzes using antigen-antibody reactions such as Western blotting, immunohistological staining, ELISA, and immunochromatography. For example, in immunohistological staining, a blocking agent for biochemical analysis of the present invention is brought into contact with a pathological tissue fixed on the surface of a base material, and then a staining antibody is adsorbed to the antigen in the pathological tissue to detect the antigen. can.
また、本発明により、安全性、塗工性及び耐水性に優れ、かつ、長期間のバイオフィルム形成抑制を可能とする、バイオフィルム形成抑制コート剤を提供することができる。
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、医療機器、製造設備又は水槽内面等、微生物が付着し、バイオフィルムが形成することが想定される物質表面に、好適に用いることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to provide a biofilm formation inhibiting coating agent that is excellent in safety, coatability, and water resistance, and enables long-term inhibition of biofilm formation.
The biofilm formation-inhibiting coating agent of the present invention can be suitably used on the surfaces of substances to which microorganisms are expected to adhere and biofilms to form, such as medical equipment, manufacturing equipment, or the inner surface of water tanks.
また、本発明によれば、細胞毒性が低く、かつ優れた蛋白質や細胞の接着防止効果を有する細胞培養器材処理剤を提供すること、また、細胞塊を簡単に製造することができる細胞培養器材、メディカルデバイス及び細胞培養器材の製造方法を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a cell culture equipment treatment agent that has low cytotoxicity and has an excellent effect of preventing adhesion of proteins and cells, and to provide a cell culture equipment that can easily produce cell aggregates. , a method for manufacturing a medical device and cell culture equipment can be provided.
また、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を用いることで、タンパク質の機能を損なうことなく安定保管が可能な、タンパク質安定化剤を提供することできる。また、該タンパク質安定化剤とタンパク質とを共存させることで、タンパク質の機能を損なうことなく安定保管が可能な、タンパク質の安定化方法を提供することができる。 In addition, by using a vinyl polymer (A) that has an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more, we have created a protein stabilizer that can be stored stably without impairing protein functions. can be provided. Furthermore, by allowing the protein stabilizer and the protein to coexist, it is possible to provide a method for stabilizing the protein, which allows stable storage without impairing the function of the protein.
また、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を細胞培養培地添加剤として培地に添加することで、コストや手間の増加を伴わずに簡便に細胞凝集塊の作製を行うことが可能になる。すなわち、本発明により、コストや手間の増加を伴わずに3次元的かつ生細胞数の割合が良好な細胞凝集塊を作製するための、細胞培養培地添加剤、該添加剤を含む細胞培養培地、該添加剤を用いた細胞凝集塊の製造方法を提供することができる。 In addition, by adding a vinyl polymer (A) that has an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more to the culture medium as a cell culture medium additive, it can be used without increasing cost or labor. It becomes possible to easily produce cell aggregates. That is, the present invention provides a cell culture medium additive for producing a three-dimensional cell aggregate with a good proportion of viable cells without increasing cost or labor, and a cell culture medium containing the additive. , a method for producing cell aggregates using the additive can be provided.
また、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を抗体産生細胞培養培地添加剤として培地に添加することで、コストや手間の増加を伴わずに抗体を効率的に生産することができる。また、培養中の抗体産生細胞凝集物の発生が抑制され、目的とする抗体の精製が容易となる。すなわち、本発明により、コストや手間の増加を伴わずに、抗体の生産性及び精製性を高めるための、抗体産生細胞培養培地添加剤、該添加剤を用いた抗体産生細胞の培養方法、細胞培養培地及び抗体の製造方法を提供することができる。 In addition, adding a vinyl polymer (A) having an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more to the culture medium as an additive to the antibody-producing cell culture medium increases cost and labor. Antibodies can be efficiently produced without Furthermore, the generation of antibody-producing cell aggregates during culture is suppressed, making it easier to purify the desired antibody. That is, the present invention provides an antibody-producing cell culture medium additive, a method for culturing antibody-producing cells using the additive, and a cell culture medium additive for increasing antibody productivity and purification without increasing cost or labor. Culture media and methods for producing antibodies can be provided.
本発明の蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤は、アミンオキシド基を有し、かつ質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を含むことを特徴とする。ビニル系ポリマー(A)を有することで、優れた蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制性を発現する。 The adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms of the present invention is characterized by containing a vinyl polymer (A) having an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more. By having the vinyl polymer (A), it exhibits excellent adhesion inhibiting properties for proteins, cells, or microorganisms.
<ビニル系ポリマー(A)>
本発明のビニル系ポリマー(A)は、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量
が2,000以上であればよく、従来公知のポリマーを用いることができ、2種以上を併用してもよい。アミンオキシド基のイメージを下記一般式4に示す。式中、R10、R11、R12は、それぞれ独立に有機基を表す。
<Vinyl polymer (A)>
The vinyl polymer (A) of the present invention only needs to have an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more, and conventionally known polymers can be used, or two or more types can be used in combination. Good too. An image of the amine oxide group is shown in General Formula 4 below. In the formula, R 10 , R 11 and R 12 each independently represent an organic group.
アミンオキシド基を有するビニル系ポリマー(A)は、前記R10、R11、R12のうち、少なくとも1つがポリマーに連結している。 In the vinyl polymer (A) having an amine oxide group, at least one of the R 10 , R 11 , and R 12 is linked to the polymer.
ビニル系ポリマー(A)へのアミンオキシド基の導入方法は特に限定はされないが、例えば、
(1)1分子中に1つのエチレン性不飽和基と3級アミノ基とを有するモノマー(a)を必須成分として含むエチレン性不飽和基を有するモノマーを重合し、得られた重合体を酸化剤で酸化する方法と、
(2)1分子中に1つのエチレン性不飽和基とアミンオキシド基とを有するモノマー(b)を必須成分として含むエチレン性不飽和基を有するモノマーを重合する方法が挙げられる。
The method of introducing the amine oxide group into the vinyl polymer (A) is not particularly limited, but for example,
(1) Polymerize a monomer having an ethylenically unsaturated group containing as an essential component a monomer (a) having one ethylenically unsaturated group and a tertiary amino group in one molecule, and oxidize the obtained polymer. A method of oxidizing with an agent,
(2) A method of polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated group containing as an essential component the monomer (b) having one ethylenically unsaturated group and an amine oxide group in one molecule.
また、上記方法以外のものとして、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物や2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有不飽和化合物と、ヒドロキシエチル-N,N-ジメチルアミンオキシド等のアミンオキシド基含有化合物との反応生成物を用いて共重合したものも用いることができる。 In addition, as a method other than the above, for example, an unsaturated compound containing an epoxy group such as glycidyl (meth)acrylate or an unsaturated compound containing an isocyanate group such as 2-isocyanate ethyl (meth)acrylate, and hydroxyethyl-N,N- Copolymerization using a reaction product with an amine oxide group-containing compound such as dimethylamine oxide can also be used.
アミンオキシド基の含有量は、例えば、方法(1)でアミンオキシド基を導入した場合は下記数式1によって算出できる。 For example, when the amine oxide group is introduced by method (1), the content of the amine oxide group can be calculated using the following formula 1.
アミンオキシド基の含有量は、例えば、方法(2)でアミンオキシド基を導入した場合は、重合に用いたアミンオキシド基を有するモノマーの量から求めることができる。 For example, when the amine oxide group is introduced by method (2), the content of the amine oxide group can be determined from the amount of the monomer having the amine oxide group used in the polymerization.
本発明でアミンオキシド基は、下記一般式1~3のいずれかに該当するものが好ましい。 In the present invention, the amine oxide group preferably corresponds to one of the following general formulas 1 to 3.
[一般式1~3中、
Xは2価の結合基、
yは0又は1、
R1は炭素数1~6のアルキレン基、
R2及びR3はそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキル基、
R4は水素原子又は炭素数1~4のアルキル基、
R5~R9のうち4つはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、R5~R9のうちの1つはビニル系ポリマー(A)の主鎖との結合位置を表し、
*はビニル系ポリマー(A)の主鎖との結合位置を表す。]
[In general formulas 1 to 3,
X is a divalent bonding group,
y is 0 or 1,
R 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Four of R 5 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and one of R 5 to R 9 is a bond with the main chain of the vinyl polymer (A). represents the bond position,
* represents the bonding position with the main chain of the vinyl polymer (A). ]
<モノマー(a)>
モノマー(a)は、1分子中に1つのエチレン性不飽和基と、水素原子に置換されておらず、不対電子対を有する3級アミノ基とを有するモノマーを示す。3級アミノ基は各種酸化剤により酸化されることでアミンオキシド基化することができる。
<Monomer (a)>
Monomer (a) is a monomer having one ethylenically unsaturated group and a tertiary amino group having an unpaired electron pair and not being substituted with a hydrogen atom in one molecule. A tertiary amino group can be converted into an amine oxide group by being oxidized with various oxidizing agents.
モノマー(a)としては、特に限定はされないが、一般式1の構造を形成するためものとしては例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジエチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアリルアミン、p-ジメチルアミノメチルスチレン、p-ジメチルアミノエチルスチレン、p-ジエチルアミノメチルスチレン、p-ジエチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルビニルアミン、N,N-ジエチルビニルアミン、N,N-ジフェニルビニルアミン、
或いは、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和基含有酸無水物と、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物、
グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物とN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物等が挙げられる。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」の両者を言い表すものとする。
The monomer (a) is not particularly limited, but examples of monomers for forming the structure of general formula 1 include N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N- Dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide, vinyl N,N-dimethylaminopropionate, vinyl N,N-diethylaminopropionate, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethyl Allylamine, p-dimethylaminomethylstyrene, p-dimethylaminoethylstyrene, p-diethylaminomethylstyrene, p-diethylaminoethylstyrene, N,N-dimethylvinylamine, N,N-diethylvinylamine, N,N-diphenylvinyl amine,
Alternatively, a reaction product of an unsaturated group-containing acid anhydride such as maleic anhydride, itaconic anhydride, or citraconic anhydride with N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, etc.
Examples include reaction products of epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl (meth)acrylate and N,N-dimethyl-1,3-propanediamine.
In the present invention, "(meth)acrylic" refers to both "acrylic" and "methacrylic".
一般式3の構造を形成するためのものとしては、例えば、2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-メチル-3-ビニルピリジン、2-メチル-4-ビニルピリジン、3-メチル-4-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、3-メチル-5-ビニルピリジン、4-メチル-5-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-4-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-5-ビニルピリジン等が挙げられる。 Examples of compounds for forming the structure of general formula 3 include 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-3-vinylpyridine, 2-methyl-4-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, -Methyl-4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-methyl-5-vinylpyridine, 4-methyl-5-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-4-vinylpyridine, 2- Examples include (t-butyl)-5-vinylpyridine.
一般式2の構造を形成するためのものとしては、例えば、1-ビニルイミダゾール、
2-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-メチル-1-ビニルイミダゾール、5-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-(t-ブチル)-1-ビニルイミダゾール等が挙げられる。
Examples of compounds for forming the structure of general formula 2 include 1-vinylimidazole,
Examples include 2-methyl-1-vinylimidazole, 4-methyl-1-vinylimidazole, 5-methyl-1-vinylimidazole, 4-(t-butyl)-1-vinylimidazole, and the like.
モノマー(a)に由来する三級アミン基は、各種酸化剤を使用することでアミンオキシド基化することができる。これによりビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を導入することができる。 The tertiary amine group derived from monomer (a) can be converted into an amine oxide group by using various oxidizing agents. Thereby, an amine oxide group can be introduced into the vinyl polymer (A).
酸化剤としては、特に限定はされないが、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過酢酸、メタクロロ過安息香酸、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等の過酸化物やオゾンが挙げられる。 Examples of the oxidizing agent include, but are not limited to, peroxides such as hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, peracetic acid, metachloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, and t-butyl hydroperoxide, and ozone. .
<モノマー(b)>
モノマー(b)とは、1分子中に1つのエチレン性不飽和基とアミンオキシド基とを有するモノマーを示す。アミンオキシド基を有するモノマー(b)を重合することで、ビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を組み込むことができる。モノマー(b)としては、特に限定はされないが、上記モノマー(a)の有する3級アミン基をアミンオキシド基に置換したものが挙げられる。
<Monomer (b)>
Monomer (b) refers to a monomer having one ethylenically unsaturated group and one amine oxide group in one molecule. By polymerizing the monomer (b) having an amine oxide group, the amine oxide group can be incorporated into the vinyl polymer (A). The monomer (b) is not particularly limited, but examples include those obtained by substituting the tertiary amine group of the monomer (a) with an amine oxide group.
<モノマー(c)>
モノマー(c)は、1分子中に1つのエチレン性不飽和基と炭素数4~18のアルキル基とを有するモノマーを示す。ビニル系ポリマー(A)は炭素数4~18のアルキル基を有することで、極性が制御され、標的以外のタンパク質への吸着性能が向上させることができる。
<Monomer (c)>
Monomer (c) is a monomer having one ethylenically unsaturated group and an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms in one molecule. Since the vinyl polymer (A) has an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, the polarity can be controlled and the adsorption performance to proteins other than the target can be improved.
モノマー(c)としては、特に限定はされないが、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;
1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどのα-オレフィン系エチレン性不飽和モノマーなどが挙げられる。
Monomer (c) is not particularly limited, but includes butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, and nonyl (meth)acrylate. , alkyl (meth)acrylates such as decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate;
Examples include α-olefin ethylenically unsaturated monomers such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
<モノマー(d)>
本発明においてモノマー(d)は、モノマー(a)(b)(c)と共重合可能な、モノマー(a)(b)(c)以外の、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有するモノマーを示す。
<Monomer (d)>
In the present invention, monomer (d) has one ethylenically unsaturated group in one molecule other than monomers (a), (b), and (c) that are copolymerizable with monomers (a), (b, and c). Indicates a monomer with
モノマー(d)としては、特に限定はされないが、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレートなどアルキル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート等のアクリルエステル(メタ)アクリレート;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族エステル(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸1-メチルアリル、(メタ)アクリル酸2-メチルアリル、(メタ)アクリル酸1-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-ブテニル、(メタ)アクリル酸3-ブテニル、(メタ)アクリル酸1,3-メチル-3-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-クロルアリル、(メタ)アクリル酸3-クロルアリル、(メタ)アクリル酸o-アリルフェニル、(メタ)アクリル酸2-(アリルオキシ)エチル、(メタ)アクリル酸アリルラクチル、(メタ)アクリル酸シトロネリル、(メタ)アクリル酸ゲラニル、(メタ)アクリル酸ロジニル、(メタ)アクリル酸シンナミル、ジアリルマレエート、ジアリルイタコン酸、(メタ)アクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、オレイン酸ビニル,リノレン酸ビニル、(メタ)アクリル酸2-(2’-ビニロキシエトキシ)エチルなどのエチレン性不飽和基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルプロピル
(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルアミル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルウンデシル(メタ)アクリレートなどの炭素数1~20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和モノマーなどの(メタ)アクリレート系モノマー;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、アリルアルコールなどの水酸基を有するモノマー;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、又は、これらのアルキル若しくはアルケニルモノエステル、フタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸などのカルボン酸基、若しくはその無水物を有するモノマー;
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー;
(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー;
(メタ)アクリルアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどの1~3級アミド基を有するモノマー;
(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、及びトリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルエチル)アンモニウムクロライドなどの4級アミノ基を有するモノマー;
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエーテル鎖を有するモノマー;
ラクトン変性(メタ)アクリレートなどのポリエステル鎖を有するエチレン性不飽和化
合物などの側鎖に高分子構造を有する(メタ)アクリレート系モノマー;スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、クロロスチレン、アリルベンゼン、エチニルベンゼン等の芳香族ビニルモノマー;(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基含有エチレン性不飽和モノマー;酢酸ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどの脂肪酸ビニル系化合物;ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル系エチレン性不飽和モノマー; 酢酸アリル、シアン化アリルなどのアリルモノマー;シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトンなどのビニルモノマー;アセチレン、エチニルトルエンなどのエチニルモノマーパーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレンなどのパーフルオロアルキル、アルキレン類などのパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和化合物等の、(メタ)アクリレートではないエチレン性不飽和結合を有するモノマーなどが挙げられる。
The monomer (d) is not particularly limited, but
Alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, ethoxy Acrylic ester (meth)acrylates such as ethyl (meth)acrylate, propoxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, ethoxypropyl (meth)acrylate;
Aromatic ester (meth)acrylates such as phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate;
Allyl (meth)acrylate, 1-methylallyl (meth)acrylate, 2-methylallyl (meth)acrylate, 1-butenyl (meth)acrylate, 2-butenyl (meth)acrylate, 3-(meth)acrylate Butenyl, 1,3-methyl-3-butenyl (meth)acrylate, 2-chlorallyl (meth)acrylate, 3-chlorallyl (meth)acrylate, o-allylphenyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid 2-(allyloxy)ethyl, allyllactyl (meth)acrylate, citronellyl (meth)acrylate, geranyl (meth)acrylate, rhodinyl (meth)acrylate, cinnamyl (meth)acrylate, diallyl maleate, diallylitaconic acid, Ethylenically unsaturated group-containing (meth)acrylic acid esters such as vinyl (meth)acrylate, vinyl crotonate, vinyl oleate, vinyl linolenate, and 2-(2'-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate. ;
Perfluoromethylmethyl (meth)acrylate, perfluoroethylmethyl (meth)acrylate, 2-perfluorobutylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorooctylethyl (meth)acrylate , 2-perfluoroisononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth)acrylate, perfluoropropylpropyl (meth)acrylate, perfluorooctylpropyl (meth)acrylate ) acrylate, perfluorooctyl amyl (meth)acrylate, perfluorooctyl undecyl (meth)acrylate, etc. (meth) such as perfluoroalkyl group-containing ethylenically unsaturated monomers having a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Acrylate monomer;
2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalate, glycerol mono(meth)acrylate , 4-hydroxyvinylbenzene, 1-ethynyl-1-cyclohexanol, allyl alcohol, and other hydroxyl group-containing monomers;
Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, or alkyl or alkenyl monoesters thereof, β-(meth)acryloxyethyl phthalate monoester, β-(meth)acryloxyethyl isophthalate monoester, terephthalic acid A monomer having a carboxylic acid group, such as β-(meth)acryloxyethyl monoester, β-(meth)acryloxyethyl succinate monoester, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, or its anhydride;
Monomers having sulfonic acid groups such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid;
A monomer having a phosphate group such as (2-hydroxyethyl) methacrylate acid phosphate;
(meth)acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methoxymethyl-(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl-(meth)acrylamide, N-propoxymethyl-(meth)acrylamide, N-butoxymethyl-(meth)acrylamide, ) acrylamide, N-pentoxymethyl-(meth)acrylamide, N,N-di(methoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N-methoxymethylmethacrylamide, N,N-di(ethoxymethyl)acrylamide, N- Ethoxymethyl-N-propoxymethyl methacrylamide, N,N-di(propoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(propoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(butoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl -N-(methoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(pentoxymethyl)acrylamide, N-methoxymethyl-N-(pentoxymethyl)methacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide , monomers having primary to tertiary amide groups such as diacetone (meth)acrylamide;
(meth)acrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride salt, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylpropyl) ammonium chloride, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamidopropyl) ammonium chloride, and a monomer having a quaternary amino group such as trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylethyl)ammonium chloride;
Polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, propoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-pentoxypolyethylene glycol (meth)acrylate Acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, polypropylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, propoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolypropylene glycol (meth)acrylate , n-pentoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, polytetramethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, hexaethylene Monomers having polyether chains such as glycol (meth)acrylate and methoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate;
(Meth)acrylate monomers with a polymer structure in the side chain, such as ethylenically unsaturated compounds with polyester chains such as lactone-modified (meth)acrylate; styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, chlorostyrene, allyl Aromatic vinyl monomers such as benzene and ethynylbenzene; ethylenically unsaturated monomers containing nitrile groups such as (meth)acrylonitrile; vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl propionate, vinyl hexanoate, vinyl caprylate, vinyl laurate, palmitic acid Fatty acid vinyl compounds such as vinyl and vinyl stearate; vinyl ether type ethylenically unsaturated monomers such as butyl vinyl ether and ethyl vinyl ether; allyl monomers such as allyl acetate and allyl cyanide; vinyl cyanide, vinyl cyclohexane, vinyl methyl ketone, etc. Vinyl monomers; ethynyl monomers such as acetylene and ethynyltoluene; perfluoroalkyls such as perfluorobutylethylene, perfluorohexylethylene, perfluorooctylethylene, and perfluorodecylethylene; perfluoroalkyl group-containing ethylenically unsaturated compounds such as alkylenes; Examples include monomers having ethylenically unsaturated bonds that are not (meth)acrylates, such as.
以下に、蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤を含む各種用途について詳細を述べる。 Below, various uses including adhesion inhibitors for proteins, cells, or microorganisms are detailed.
<生化学分析用ブロッキング剤>
本発明のブロッキング剤は、前述のビニル系ポリマー(A)を含む。
本発明でアミンオキシド基の含有量は、1~10mmol/gであることが好ましく、2~8mmol/gであることが更に好ましい。アミンオキシド基の含有量が上記範囲にあることによって、好適な水溶性を発現すると共に、染色の標的であるタンパク質に対する吸着を抑制しつつ、標的以外のタンパク質への吸着性能を向上できる。
<Blocking agent for biochemical analysis>
The blocking agent of the present invention contains the above-mentioned vinyl polymer (A).
In the present invention, the content of amine oxide groups is preferably 1 to 10 mmol/g, more preferably 2 to 8 mmol/g. By having the content of amine oxide groups within the above range, it is possible to exhibit suitable water solubility, suppress adsorption to proteins that are the target of staining, and improve adsorption performance to proteins other than the target.
本発明でアミンオキシド基は、前述の一般式1~3のいずれかに該当するものが好ましく、上記構造であることによって、好適な水溶性を発現すると共に、染色の標的であるタンパク質に対する吸着を抑制しつつ、標的以外のタンパク質への吸着性能を向上できる。 In the present invention, the amine oxide group preferably corresponds to one of the above-mentioned general formulas 1 to 3, and by having the above structure, it exhibits suitable water solubility and has good adsorption to the protein that is the target of staining. It is possible to improve the adsorption performance for proteins other than the target while suppressing the adsorption performance.
本発明では、ビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を方法(1)で導入する場合、モノマー(a)を全モノマー中20~99.9重量%含むモノマーを重合して得ることが望ましい。 In the present invention, when an amine oxide group is introduced into the vinyl polymer (A) by method (1), it is desirable to obtain it by polymerizing monomers containing 20 to 99.9% by weight of monomer (a) based on the total monomers.
本発明では、ビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を方法(2)で導入する場合、モノマー(b)を全モノマー中20~99.9重量%含むモノマーを重合して得ることが望ましい。 In the present invention, when an amine oxide group is introduced into the vinyl polymer (A) by method (2), it is desirable to obtain the monomer by polymerizing a monomer containing 20 to 99.9% by weight of the monomer (b) based on the total monomers.
本発明では、ビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を方法(1)で導入する場合、モノマー(c)を全モノマー中0.1~80重量%含むモノマーを重合して得ることが望ましい。本発明では、ビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を方法(2)で導入する場合、モノマー(c)を全モノマー中0.1~80重量%含むモノマーを重合して得ることが望ましい。 In the present invention, when an amine oxide group is introduced into the vinyl polymer (A) by method (1), it is desirable to obtain the monomer by polymerizing a monomer containing 0.1 to 80% by weight of the monomer (c) based on the total monomers. In the present invention, when an amine oxide group is introduced into the vinyl polymer (A) by method (2), it is desirable to obtain the monomer by polymerizing a monomer containing 0.1 to 80% by weight of the monomer (c) based on the total monomers.
<チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体>
また、本発明の生化学分析用ブロッキング剤は、チオール基含有化合物(x)とビニ
ル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系ポリマー(A) (以下、ビニル系重合体ともいう)を含有してもよい。
アミンオキシド基を有することにより、好適な水溶性を発現すると共に、染色の標的であるタンパク質に対する吸着を抑制しつつ、標的以外のタンパク質への吸着性能を向上できる。またチオール基含有化合物(x)を用いることにより、共重合体にチオール基由来の硫黄原子が導入され、さらに後述の3官能以上のチオール基含有化合物を用いることにより分岐構造が導入される。この硫黄原子や分岐構造の導入は、牛血清アルブミン等生体
由来のたんぱく質の構造や、あるいは水溶液中での溶解状態に近づけることができる。
上記により、チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系重合体(A)を含む本発明の生化学分析用ブロッキング剤は、タンパク質への吸着性が制御され、優れたブロッキング性能を発揮する。
<Copolymer consisting of thiol group-containing compound (x) and vinyl monomer>
Furthermore, the blocking agent for biochemical analysis of the present invention contains a thiol group-containing compound (x) and vinyl
It may contain an amine oxide group-containing vinyl polymer (A) (hereinafter also referred to as a vinyl polymer), which is a copolymer consisting of a vinyl monomer and a vinyl monomer.
By having an amine oxide group, it is possible to exhibit suitable water solubility and improve adsorption performance to proteins other than the target while suppressing adsorption to the protein that is the target of staining. Further, by using the thiol group-containing compound (x), a sulfur atom derived from a thiol group is introduced into the copolymer, and a branched structure is further introduced by using a trifunctional or higher-functional thiol group-containing compound described below. The introduction of sulfur atoms and branched structures can approximate the structure of proteins of biological origin, such as bovine serum albumin, or the state dissolved in an aqueous solution.
As described above, the blocking agent for biochemical analysis of the present invention containing the amine oxide group-containing vinyl polymer (A), which is a copolymer consisting of the thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, properties are controlled and exhibits excellent blocking performance.
これらの中で、チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系重合体は、ポリマーの製造及び精製の観点から、好ましくは下記(i)又は(i)のいずれかである。
(i)アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)を含むビニル系モノマーと、チオール基含有化合物(x)と、からなる共重合体。
(ii)3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)を含むビニル系モノマーと、チオール基含有化合物(x)と、からなる共重合体の3級アミノ基に、オキシド化剤を反応させてなる共重合体。
すなわち、アミンオキシド基含有ビニル系重合体(A)の製造方法は特に限定はされないが、ポリマーの製造及び精製の観点から、好ましくは下記(1)又は(2)のいずれかである。
(1)アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)を含むビニル系モノマーと、チオール基含有化合物(x)とを共重合する方法。
(2)3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)を含むビニル系モノマーと、チオール基含有化合物(x)とを共重合してなる共重合体の3級アミノ基に、オキシド化剤を反応させる方法。
さらに、より簡便にポリマーを製造及び精製するという点で(ii)の共重合体であることが好ましく、製造方法としては(2)が好ましい。
Among these, the amine oxide group-containing vinyl polymer, which is a copolymer consisting of the thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, is preferably one of the following (i) or (i) either.
(i) A copolymer consisting of a vinyl monomer containing an amine oxide group-containing vinyl monomer (a1) and a thiol group-containing compound (x).
(ii) reacting an oxidizing agent with a tertiary amino group of a copolymer consisting of a vinyl monomer containing a vinyl monomer (a2) having a tertiary amino group and a thiol group-containing compound (x); copolymer.
That is, the method for producing the amine oxide group-containing vinyl polymer (A) is not particularly limited, but from the viewpoint of producing and purifying the polymer, preferably it is either (1) or (2) below.
(1) A method of copolymerizing a vinyl monomer containing an amine oxide group-containing vinyl monomer (a1) and a thiol group-containing compound (x).
(2) An oxidizing agent is added to the tertiary amino group of a copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer containing a vinyl monomer (a2) having a tertiary amino group and a thiol group-containing compound (x). How to react.
Furthermore, the copolymer (ii) is preferred from the viewpoint of easier production and purification of the polymer, and (2) is preferred as the production method.
<ビニル系モノマー>
チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系重合体は、後述のチオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であり、ビニル系モノマーにより、アミンオキシド基を導入することができる。具体的には、アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)によりアミンオキシド基を導入してもよいし、3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)を用いて共重合体を得た後に、3級アミノ基にオキシド化剤を反応させてアミンオキシド基に変性してもよい。
ビニル系モノマーとしては、重合性の観点から(メタ)アクリレート基若しくは芳香族ビニル基であることが好ましい。
以下に、各ビニル系モノマーについて説明する。
<Vinyl monomer>
The amine oxide group-containing vinyl polymer, which is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, which will be described later. , an amine oxide group can be introduced using a vinyl monomer. Specifically, an amine oxide group may be introduced using an amine oxide group-containing vinyl monomer (a1), or after obtaining a copolymer using a vinyl monomer (a2) having a tertiary amino group, The tertiary amino group may be modified into an amine oxide group by reacting with an oxidizing agent.
The vinyl monomer is preferably a (meth)acrylate group or an aromatic vinyl group from the viewpoint of polymerizability.
Each vinyl monomer will be explained below.
[アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)]
アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)は、特に限定はされず、市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよく、例えば、後述の3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)の3級アミノ基に、後述のオキシド化剤を反応させてアミンオキシド基としたものを用いてもよい。
[Amine oxide group-containing vinyl monomer (a1)]
The amine oxide group-containing vinyl monomer (a1) is not particularly limited, and a commercially available product or a synthetic product may be used. ) may be reacted with an oxidizing agent described below to form an amine oxide group.
本発明では、チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系重合体にアミンオキシド基を方法(1)で導入する場合、アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)は、全ビニル系モノマー中20~99.9重量%含むことが望ましい。 In the present invention, when an amine oxide group is introduced by method (1) into an amine oxide group-containing vinyl polymer, which is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, the amine oxide group-containing vinyl It is desirable that the monomer (a1) be contained in an amount of 20 to 99.9% by weight based on the total vinyl monomers.
[3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)]
3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)は、3級アミノ基に後述のオキシド化剤を反応させることにより、アミンオキシド構造とすることができる。
[Vinyl monomer (a2) having tertiary amino group]
The vinyl monomer (a2) having a tertiary amino group can have an amine oxide structure by reacting the tertiary amino group with an oxidizing agent described below.
本発明では、チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系重合体にアミンオキシド基を方法(2)で導入する場合、3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)は、全ビニル系モノマー中、20~99.9重量%含むことが望ましい。 In the present invention, when an amine oxide group is introduced by method (2) into an amine oxide group-containing vinyl polymer, which is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, a tertiary amino group is introduced. It is desirable that the vinyl monomer (a2) is contained in an amount of 20 to 99.9% by weight based on the total vinyl monomers.
3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)は、特に限定はされないが、一般式1の構造を形成するためのものとしては例えば、
N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジエチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジメチルアリルアミン、p-ジメチルアミノメチルスチレン、p-ジメチルアミノエチルスチレン、p-ジエチルアミノメチルスチレン、p-ジエチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルビニルアミン、N,N-ジエチルビニルアミン、N,N-ジフェニルビニルアミン、
或いは、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和基含有酸無水物と、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物、
グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物とN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物等が挙げられる。
The vinyl monomer (a2) having a tertiary amino group is not particularly limited, but examples of the vinyl monomer (a2) for forming the structure of general formula 1 include:
N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N- Dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropionic acid Vinyl, N,N-diethylaminopropionate vinyl, N,N-dimethylallylamine, p-dimethylaminomethylstyrene, p-dimethylaminoethylstyrene, p-diethylaminomethylstyrene, p-diethylaminoethylstyrene, N,N-dimethylvinyl Amine, N,N-diethylvinylamine, N,N-diphenylvinylamine,
Alternatively, a reaction product of an unsaturated group-containing acid anhydride such as maleic anhydride, itaconic anhydride, or citraconic anhydride with N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, etc.
Examples include reaction products of epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl (meth)acrylate and N,N-dimethyl-1,3-propanediamine.
一般式3の構造を形成するためものとしては例えば、
2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-メチル-3-ビニルピリジン、2-メチル-4-ビニルピリジン、3-メチル-4-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、3-メチル-5-ビニルピリジン、4-メチル-5-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-4-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-5-ビニルピリジン等が挙げられる。
For example, to form the structure of general formula 3,
2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-3-vinylpyridine, 2-methyl-4-vinylpyridine, 3-methyl-4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine , 3-methyl-5-vinylpyridine, 4-methyl-5-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-4-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-5-vinylpyridine, and the like.
一般式2の構造を形成するためものとしては例えば、
1-ビニルイミダゾール、2-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-メチル-1-ビニルイミダゾール、5-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-(t-ブチル)-1-ビニルイミダゾール等が挙げられる。
For example, to form the structure of general formula 2,
Examples include 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, 4-methyl-1-vinylimidazole, 5-methyl-1-vinylimidazole, 4-(t-butyl)-1-vinylimidazole, and the like.
[その他ビニル系ノマー]
ビニル系モノマー(a)は、アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)、3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)以外の、その他ビニル系モノマーを含んでもよい。
[Other vinyl polymers]
The vinyl monomer (a) may contain other vinyl monomers other than the amine oxide group-containing vinyl monomer (a1) and the tertiary amino group-containing vinyl monomer (a2).
(炭素数1~18のアルキル基を有するビニル系モノマー(a3))
その他ビニル系モノマーとしては、炭素数1~18のアルキル基を有するビニル系モノマー(a3)を用いることが好ましい。炭素数1~18のアルキル基をビニル系重合体(A)に導入することにより、極性が制御され、標的以外のタンパク質への吸着性能を向上させることができる。
(Vinyl monomer (a3) having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms)
As other vinyl monomers, it is preferable to use a vinyl monomer (a3) having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. By introducing an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms into the vinyl polymer (A), the polarity can be controlled and the adsorption performance to proteins other than the target can be improved.
炭素数1~18のアルキル基を有するビニル系モノマー(a3)としては、特に限定はされないが、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オ
クチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;
1-プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどのα-オレフィン系エチレン性不飽和単量体などが挙げられる。
The vinyl monomer (a3) having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is not particularly limited, but includes, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, etc. ) acrylate, pentyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, ) acrylate, alkyl (meth)acrylates such as isobornyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate;
Examples include α-olefinic ethylenically unsaturated monomers such as 1-propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
本発明では、炭素数1~18のアルキル基を有するビニル系モノマー(a3)は、全ビニル系モノマー中0.1~80重量%含むことが望ましい。 In the present invention, the vinyl monomer (a3) having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferably contained in an amount of 0.1 to 80% by weight based on the total vinyl monomer.
上述のビニル系モノマー(a1)~(a3)以外に用いてもよいビニル系モノマーとしては、特に限定はされないが、例えば、
メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族含有(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸1-メチルアリル、(メタ)アクリル酸2-メチルアリル、(メタ)アクリル酸1-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-ブテニル、(メタ)アクリル酸3-ブテニル、(メタ)アクリル酸1,3-メチル-3-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-クロルアリル、(メタ)アクリル酸3-クロルアリル、(メタ)アクリル酸o-アリルフェニル、(メタ)アクリル酸2-(アリルオキシ)エチル、(メタ)アクリル酸アリルラクチル、(メタ)アクリル酸シトロネリル、(メタ)アクリル酸ゲラニル、(メタ)アクリル酸ロジニル、(メタ)アクリル酸シンナミル、ジアリルマレエート、ジアリルイタコン酸、(メタ)アクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、オレイン酸ビニル,リノレン酸ビニル、(メタ)アクリル酸2-(2’-ビニロキシエトキシ)エチルなどのエチレン性不飽和基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルアミル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルウンデシル(メタ)アクリレートなどの炭素数1~20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和モノマーなどの(メタ)アクリレート系モノマー;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、アリルアルコールなどの水酸基を有するモノマー;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、又は、これらのアルキル若しくはアルケニルモノエステル、フタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸などのカルボン酸基、若しくはその無水物を有するモノマー;
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー;
(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェートなどのリン酸基を有す
るモノマー;
(メタ)アクリルアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどの1~3級アミド基を有するモノマー;
(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、及びトリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルエチル)アンモニウムクロライドなどの4級アミノ基を有するモノマー;
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエーテル鎖を有するモノマー;
ラクトン変性(メタ)アクリレートなどのポリエステル鎖を有するエチレン性不飽和化合物などの側鎖に高分子構造を有する(メタ)アクリレート系モノマー;
スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、クロロスチレン、アリルベンゼン、エチニルベンゼン等の芳香族ビニルモノマー;
(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基含有エチレン性不飽和モノマー;
酢酸ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどの脂肪酸ビニル系化合物;ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル系エチレン性不飽和モノマー;
酢酸アリル、シアン化アリルなどのアリルモノマー;
シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトンなどのビニルモノマー;アセチレン、エチニルトルエンなどのエチニルモノマーパーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレンなどのパーフルオロアルキル、アルキレン類などのパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和化合物等の、(メタ)アクリレートではないエチレン性不飽和結合を有するモノマーなどが挙げられる。
Vinyl monomers that may be used in addition to the above-mentioned vinyl monomers (a1) to (a3) are not particularly limited, but include, for example,
Alkoxyalkyl (meth)acrylates such as methoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethyl (meth)acrylate, propoxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, ethoxypropyl (meth)acrylate;
Aromatic-containing (meth)acrylates such as phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and phenoxyethyl (meth)acrylate;
Allyl (meth)acrylate, 1-methylallyl (meth)acrylate, 2-methylallyl (meth)acrylate, 1-butenyl (meth)acrylate, 2-butenyl (meth)acrylate, 3-(meth)acrylate Butenyl, 1,3-methyl-3-butenyl (meth)acrylate, 2-chlorallyl (meth)acrylate, 3-chlorallyl (meth)acrylate, o-allylphenyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid 2-(allyloxy)ethyl, allyllactyl (meth)acrylate, citronellyl (meth)acrylate, geranyl (meth)acrylate, rhodinyl (meth)acrylate, cinnamyl (meth)acrylate, diallyl maleate, diallylitaconic acid, Ethylenically unsaturated group-containing (meth)acrylic acid esters such as vinyl (meth)acrylate, vinyl crotonate, vinyl oleate, vinyl linolenate, and 2-(2'-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate. ;
Perfluoromethylmethyl (meth)acrylate, perfluoroethylmethyl (meth)acrylate, 2-perfluorobutylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorooctylethyl (meth)acrylate , 2-perfluoroisononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth)acrylate, perfluoropropylpropyl (meth)acrylate, perfluorooctylpropyl (meth)acrylate ) acrylate, perfluorooctyl amyl (meth)acrylate, perfluorooctyl undecyl (meth)acrylate, etc. (meth) such as perfluoroalkyl group-containing ethylenically unsaturated monomers having a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Acrylate monomer;
2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalate, glycerol mono(meth)acrylate , 4-hydroxyvinylbenzene, 1-ethynyl-1-cyclohexanol, allyl alcohol, and other hydroxyl group-containing monomers;
Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, or alkyl or alkenyl monoesters thereof, β-(meth)acryloxyethyl phthalate monoester, β-(meth)acryloxyethyl isophthalate monoester, terephthalic acid A monomer having a carboxylic acid group, such as β-(meth)acryloxyethyl monoester, β-(meth)acryloxyethyl succinate monoester, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, or its anhydride;
Monomers having sulfonic acid groups such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid;
A monomer having a phosphate group such as (2-hydroxyethyl) methacrylate acid phosphate;
(meth)acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methoxymethyl-(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl-(meth)acrylamide, N-propoxymethyl-(meth)acrylamide, N-butoxymethyl-(meth)acrylamide, ) acrylamide, N-pentoxymethyl-(meth)acrylamide, N,N-di(methoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N-methoxymethylmethacrylamide, N,N-di(ethoxymethyl)acrylamide, N- Ethoxymethyl-N-propoxymethyl methacrylamide, N,N-di(propoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(propoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(butoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl -N-(methoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(pentoxymethyl)acrylamide, N-methoxymethyl-N-(pentoxymethyl)methacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide , monomers having primary to tertiary amide groups such as diacetone (meth)acrylamide;
(meth)acrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride salt, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylpropyl) ammonium chloride, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamidopropyl) ammonium chloride, and a monomer having a quaternary amino group such as trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylethyl)ammonium chloride;
Polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, propoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-pentoxypolyethylene glycol (meth)acrylate Acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, polypropylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, propoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolypropylene glycol (meth)acrylate , n-pentoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, polytetramethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, hexaethylene Monomers having polyether chains such as glycol (meth)acrylate and methoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate;
(meth)acrylate monomers having a polymer structure in their side chains, such as ethylenically unsaturated compounds having polyester chains such as lactone-modified (meth)acrylates;
Aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, chlorostyrene, allylbenzene, ethynylbenzene;
Ethylenically unsaturated monomers containing nitrile groups such as (meth)acrylonitrile;
Fatty acid vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl propionate, vinyl hexanoate, vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl palmitate, vinyl stearate; vinyl ether type ethylenically unsaturated monomers such as butyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, etc. ;
Allyl monomers such as allyl acetate and allyl cyanide;
Vinyl monomers such as vinyl cyanide, vinylcyclohexane, and vinyl methyl ketone; Ethynyl monomers such as acetylene and ethynyltoluene; perfluoroalkyl and alkylenes such as perfluorobutylethylene, perfluorohexylethylene, perfluorooctylethylene, and perfluorodecylethylene; Examples include monomers having ethylenically unsaturated bonds that are not (meth)acrylates, such as perfluoroalkyl group-containing ethylenically unsaturated compounds.
チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキ
シド基含有ビニル系重合体は、アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)若しくは3級アミノ基を有するビニル系モノマー(a2)を20~99.9重量%、炭素数1~18のアルキル基を有するビニル系モノマー(a3)を0.1~80重量%、その他のエチレン性不飽和基単量体(c)を0~79.9重量%の範囲で含むことが好ましい。
The amine oxide group-containing vinyl polymer, which is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, is a copolymer consisting of an amine oxide group-containing vinyl monomer (a1) or a vinyl monomer having a tertiary amino group ( 20 to 99.9% by weight of a2), 0.1 to 80% by weight of a vinyl monomer (a3) having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and other ethylenically unsaturated group monomers (c). It is preferably contained in a range of 0 to 79.9% by weight.
<オキシド化剤>
オキシド化剤としては、特に限定されないが、過酸化物又はオゾン等の酸化剤が好適に用いられる。過酸化物としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過酢酸、メタクロロ過安息香酸、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等が挙げられ、過酸化水素が好ましく、通常は水溶液の形で用いられる。過酸化物にはラジカル発生剤としての機能もあるので、3級アミノ基含有ビニル系モノマーを共重合してなるビニル系共重合体の場合には、重合後にオキシド化することが好ましい。
<Oxidizing agent>
The oxidizing agent is not particularly limited, but oxidizing agents such as peroxide or ozone are preferably used. Examples of peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, peracetic acid, metachloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, etc. Hydrogen peroxide is preferred, and is usually used in an aqueous solution. used in the form Since peroxide also has a function as a radical generator, in the case of a vinyl copolymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer containing a tertiary amino group, it is preferable to oxidize the peroxide after polymerization.
<アミンオキシド基含有量>
アミンオキシド基は、水溶性とタンパク質非吸着性とを共重合体に付与する。チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系重合体中のアミンオキシド基含有量は、好ましくは1~10mmol/gであり、より好ましくは2~8mmol/gである。上記範囲にあることによって、好適な水溶性を発現すると共に、染色の標的であるタンパク質に対する吸着を抑制しつつ、標的以外のタンパク質への吸着性能を向上できる。
アミンオキシド基の含有量は、前記一般式1~3で示される少なくともいずれかのアミンオキシド構造の含有量であり、アミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)を重合して共重合体を得る場合には、重合に用いたアミンオキシド基含有ビニル系モノマー(a1)の量から求めることができる。一方、3級アミノ基含有ビニル系モノマー(a2)を重合した後に得られたポリマーをオキシド化する場合には、前述の数式1によって算出できる。
<Amine oxide group content>
The amine oxide group imparts water solubility and non-protein adsorption properties to the copolymer. The amine oxide group content in the amine oxide group-containing vinyl polymer, which is a copolymer consisting of the thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, is preferably 1 to 10 mmol/g, more preferably 2 ~8 mmol/g. By being within the above range, it is possible to exhibit suitable water solubility and improve adsorption performance to proteins other than the target while suppressing adsorption to the protein that is the target of staining.
The content of amine oxide groups is the content of at least one of the amine oxide structures represented by the above general formulas 1 to 3, and when a copolymer is obtained by polymerizing the amine oxide group-containing vinyl monomer (a1). can be determined from the amount of the amine oxide group-containing vinyl monomer (a1) used in the polymerization. On the other hand, when the polymer obtained after polymerizing the tertiary amino group-containing vinyl monomer (a2) is oxidized, it can be calculated using the above-mentioned formula 1.
<チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系重合体の製造>
チオール基含有化合物(x)とビニル系モノマーとからなる共重合体であるアミンオキシド基含有ビニル系共重合体は、連鎖移動剤としてチオール基含有化合物(x)を用いてビニル系モノマーを共重合することで製造することができる。チオール基含有化合物(x)を用いることで、アミンオキシド基含有ビニル系重合体中に硫黄原子を組み込むことができ、かつ3官能以上のチオール基含有化合物を用いることで、重合体の構造に分岐構造を導入することができる。このような構造にすることで、生体由来のたんぱく質の水溶液中での溶解状態に近づけることができるため、優れたブロッキング性能が得られると推察される。
<Production of an amine oxide group-containing vinyl polymer that is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer>
The amine oxide group-containing vinyl copolymer, which is a copolymer consisting of a thiol group-containing compound (x) and a vinyl monomer, is produced by copolymerizing a vinyl monomer using a thiol group-containing compound (x) as a chain transfer agent. It can be manufactured by By using the thiol group-containing compound (x), sulfur atoms can be incorporated into the amine oxide group-containing vinyl polymer, and by using the trifunctional or higher functional thiol group-containing compound, branching can be achieved in the structure of the polymer. structure can be introduced. By adopting such a structure, it is possible to approximate the dissolved state of a biologically derived protein in an aqueous solution, so it is presumed that excellent blocking performance can be obtained.
<チオール基含有化合物(x)>
チオール基含有化合物(x)は、重合反応において連鎖移動剤として働くチオールを含む化合物であればよい。その中でも特に複数のチオール基を持つものが好ましい。複数のチオール基を持つチオール基含有化合物として、例えば、
2-メルカプトエタノール、β-メルカプトプロピオン酸、2-エチルヘキシル-3-メルカプトプロピオネート、n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート、メトキシブ
チル-3-メルカプトプロピオネート、ステアリル-3-メルカプトプロピオネート、チオグリセロール、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)等が挙げられる。中でも、上述の理由から、3官能以上のチオール
基含有化合物が好ましい。
<Thiol group-containing compound (x)>
The thiol group-containing compound (x) may be any compound containing a thiol that acts as a chain transfer agent in the polymerization reaction. Among these, those having a plurality of thiol groups are particularly preferred. Examples of thiol group-containing compounds having multiple thiol groups include:
2-Mercaptoethanol, β-mercaptopropionic acid, 2-ethylhexyl-3-mercaptopropionate, n-octyl-3-mercaptopropionate, methoxybutyl-3-mercaptopropionate, stearyl-3-mercaptopropionate ate, thioglycerol, trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate), tris-[(3-mercaptopropionyloxy)-ethyl]-isocyanurate, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate), tetraethylene glycol Bis(3-mercaptopropionate), dipentaerythritol hexakis(3-mercaptopropionate), and the like. Among these, compounds containing trifunctional or higher functional thiol groups are preferred for the reasons mentioned above.
[3官能以上のチオール基含有連鎖移動剤(x)]
3官能以上のチオール基含有化合物は、分子内に連鎖移動剤として作用する3官能以上のチオール基(‐SH基)があればよく、そのような化合物として、例えば下記一般式5で表す化合物が挙げられる。
[Trifunctional or higher thiol group-containing chain transfer agent (x)]
The compound containing a trifunctional or higher functional thiol group may have a trifunctional or higher functional thiol group (-SH group) that acts as a chain transfer agent in the molecule, and examples of such compounds include the compound represented by the following general formula 5. Can be mentioned.
一般式5
[一般式5中、R5は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基
又はイソシアヌレート基を表す。nはそれぞれ独立に0~10の整数を表し、k1は0~
3の整数を表し、l1は0~4の整数を表し、m1は0~3の整数を表し、k2は0~3の
整数を表し、l2は0~3の整数を表し、m2は0~3の整数を表す。ただし、k1とl1とm1との総和は4以下であり、k2とl2とm2との総和は4以下であり、l1とl2の総和は3以上である。]
[In General Formula 5, R 5 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, or an isocyanurate group. n each independently represents an integer from 0 to 10, and k 1 represents an integer from 0 to 10.
3 represents an integer, l 1 represents an integer from 0 to 4, m 1 represents an integer from 0 to 3, k 2 represents an integer from 0 to 3, l 2 represents an integer from 0 to 3, m 2 represents an integer from 0 to 3. However, the sum of k 1 , l 1 and m 1 is 4 or less, the sum of k 2 , l 2 and m 2 is 4 or less, and the sum of l 1 and l 2 is 3 or more. ]
一般式5におけるR5が表すアルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基を挙げ
ることができ、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、t-ブチル基等を挙げることができる。一般式5におけるR5が表すアルコキシ基としては、炭
素数1~10のアルコキシ基を挙げることができ、例えば、メトキシ基、エトキシ基、i-プロポキシ基、t-ブトキシ基、n-オクチルオキシ基、2-メトキシエトキシ基等が挙げられる。一般式5におけるR5が表すアリール基としては、炭素数6から30のアリ
ール基、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group represented by R 5 in general formula 5 include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, t-butyl group, etc. can be mentioned. Examples of the alkoxy group represented by R 5 in general formula 5 include alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, such as methoxy group, ethoxy group, i-propoxy group, t-butoxy group, and n-octyloxy group. , 2-methoxyethoxy group and the like. The aryl group represented by R 5 in General Formula 5 includes aryl groups having 6 to 30 carbon atoms, such as phenyl and naphthyl groups.
3官能以上のチオール基含有化合物の具体例を以下に挙げるが、本発明で採用することができるチオール含有化合物はこれらの具体例に限定されるものではない。 Specific examples of trifunctional or more functional thiol group-containing compounds are listed below, but the thiol-containing compounds that can be employed in the present invention are not limited to these specific examples.
チオール基含有化合物(x)は、重合反応時の添加量でアミンオキシド基含有ビニル系重合体の重量平均分子量(Mw)が決まる。そのためチオール基含有化合物(x)の添加量は、アミンオキシド基含有ビニル系重合体を構成する全ビニル系モノマーに対して、好ましくは0.1重量%~15重量%であり、より好ましくは0.1重量%~10重量%である。0.1%重量%以上とすることで重合反応時の熱制御や分子量制御がしやすく、15重量%以下とすることでより優れたブロッキング性能を発揮する。 The weight average molecular weight (Mw) of the amine oxide group-containing vinyl polymer is determined by the amount of the thiol group-containing compound (x) added during the polymerization reaction. Therefore, the amount of the thiol group-containing compound (x) added is preferably 0.1% to 15% by weight, more preferably 0.1% to 15% by weight, based on the total vinyl monomers constituting the amine oxide group-containing vinyl polymer. .1% to 10% by weight. When the content is 0.1% by weight or more, heat control and molecular weight control during the polymerization reaction can be easily controlled, and when the content is 15% by weight or less, better blocking performance is exhibited.
<アミンオキシド基含有ビニル系重合体(A)の重量平均分子量(Mw)>
アミンオキシド基含有ビニル系重合体(A)の質量平均分子量(Mw)は、1,000~10,000,000であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)が1,000以上であることで、標的以外の非特異的吸着を抑制でき、10,000,000以下であることで、水溶性とすることができる。
<Weight average molecular weight (Mw) of amine oxide group-containing vinyl polymer (A)>
The weight average molecular weight (Mw) of the amine oxide group-containing vinyl polymer (A) is preferably 1,000 to 10,000,000. When the weight average molecular weight (Mw) is 1,000 or more, non-specific adsorption of substances other than the target can be suppressed, and when it is 10,000,000 or less, it can be made water-soluble.
アミンオキシド基含有ビニル系重合体の重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用する。測定装置及び測定条件としては、下記条件1によることを基本とした。ただし、重合体種によっては、さらに適宜適切なキャリア(溶離液)及びそれに適合したカラムを選定して用いてもよい。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008を参照することとする。またアミンオキシド基含有ビニル系重合体の分子量測定が困難な場合は、アミンオキシド基含有ビニル系重合体アミンオキシド化剤反応前の前駆体である3級アミノ基を有するビニル系重合体の重量平均分子量をアミンオキシド基含有ビニル系重合体の重量平均分子量とすることが出来る。アミンオキシド基含有ビニル系重合体のアミンオキシド化剤反応前の前駆体である3級アミノ基を有するビニル系重合体の重量平均分子量はゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定装置及び測定条件としては、下記条件2によることを基本とした。
(条件1)
カラム:ShodexOHpark SB-800RL
ShodexOHpark SB-800RH
Shodex0Hpark SB-802.5 HQ
Shodex0Hpark SB-806M HQ
をつないだカラムを用いる
キャリア:リン酸緩衝水溶液
測定温度:40℃
試料濃度:0.2質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 、
TOSOHTSKgelSuperAW2500
をつないだカラムを用いる
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
試料濃度:0.2質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
The weight average molecular weight of the amine oxide group-containing vinyl polymer is determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene. The measurement device and measurement conditions were basically based on Condition 1 below. However, depending on the type of polymer, a suitable carrier (eluent) and a column suitable for the carrier may be selected and used. For other matters, please refer to JISK7252-1~4:2008. In addition, if it is difficult to measure the molecular weight of the amine oxide group-containing vinyl polymer, the weight average of the amine oxide group-containing vinyl polymer and the tertiary amino group-containing vinyl polymer that is the precursor before the reaction with the amine oxidizing agent. The molecular weight can be the weight average molecular weight of the amine oxide group-containing vinyl polymer. The weight average molecular weight of the vinyl polymer having a tertiary amino group, which is a precursor of the amine oxide group-containing vinyl polymer before the reaction with the amine oxidizing agent, was measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). The measurement device and measurement conditions were basically based on Condition 2 below.
(Condition 1)
Column: ShodexOHpark SB-800RL
ShodexOHpark SB-800RH
Shodex0Hpark SB-802.5 HQ
Shodex0Hpark SB-806M HQ
Carrier using a column connected to: Phosphate buffer aqueous solution Measurement temperature: 40°C
Sample concentration: 0.2% by mass
Detector: RI (refractive index) detector (condition 2)
Column: TOSOHTSKgelSuperAW4000,
TOSOHTSKgelSuperAW3000,
TOSOHTSKgelSuperAW2500
Use a column that connects
Carrier: Mixture of N,N-dimethylformamide (1L), triethylamine (3.04g), LiBr (0.87g) Measurement temperature: 40°C
Sample concentration: 0.2% by mass
Detector: RI (refractive index) detector
<バイオフィルム形成抑制コート剤>
バイオフィルム形成抑制コート剤に含まれるビニル系ポリマーは、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が2,000~10,000,000であることが好ましい。アミンオキシド基を有することで、優れたバイオフィルム形成抑制の効果を発揮する。
<Biofilm formation inhibiting coating agent>
The vinyl polymer contained in the biofilm formation inhibiting coating agent preferably contains an amine oxide group and has a mass average molecular weight of 2,000 to 10,000,000. By having an amine oxide group, it exhibits an excellent effect of inhibiting biofilm formation.
本発明において、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマーは、以下のような2つの方法で得ることができる。即ち、アミンオキシド基を有するモノマーと他のモノマーとを重合して、アミンオキシド基を有するポリマーを得ることができる。あるいは、アミンオキシド基の前駆官能基とでもいうべき3級アミノ基を有するポリマーを得た後、前記3級アミノ基に酸化剤を反応させ、ポリマーにアミンオキシド基を導入することができ、副反応を生じ難いという点で後者の方法が好ましい。なお、3級アミノ基に酸化剤を反応させることを、以下「オキシド化」ともいう。 In the present invention, the vinyl polymer having amine oxide groups can be obtained by the following two methods. That is, a monomer having an amine oxide group and another monomer can be polymerized to obtain a polymer having an amine oxide group. Alternatively, after obtaining a polymer having a tertiary amino group, which can be called a precursor functional group for an amine oxide group, the tertiary amino group can be reacted with an oxidizing agent to introduce an amine oxide group into the polymer. The latter method is preferred because it is less likely to cause a reaction. Note that reacting a tertiary amino group with an oxidizing agent is also referred to as "oxidation" hereinafter.
ビニル系ポリマーとしては、具体的には、前述の一般式1~3で表される少なくともいずれかの構造を含むものであることが好ましく、中でも一般式1で表される構造を含むものが特に好ましい。 Specifically, the vinyl polymer preferably contains at least one of the structures represented by the above-mentioned general formulas 1 to 3, and among them, those containing the structure represented by general formula 1 are particularly preferable.
このような構造を有するビニルポリマーは、前述の通り、2つの方法で得ることができる。より好ましくは、3級アミノ基含有モノマー(A)をオキシド化した後に、他のモノマーと重合するか、あるいは3級アミノ基含有モノマー(A)と他のモノマーとを重合した後にオキシド化する方法である。 Vinyl polymers having such a structure can be obtained in two ways, as described above. More preferably, the tertiary amino group-containing monomer (A) is oxidized and then polymerized with another monomer, or the tertiary amino group-containing monomer (A) and another monomer are polymerized and then oxidized. It is.
<3級アミノ基含有モノマー(A)>
オキシド化前の前駆体としての3級アミノ基含有モノマー(A)のうち、一般式1の構造を形成するためものとしては、
例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート
、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジエチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアリルアミン、p-ジメチルアミノメチルスチレン、p-ジメチルアミノエチルスチレン、p-ジエチルアミノメチルスチレン、p-ジエチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルビニルアミン、N,N-ジエチルビニルアミン、N,N-ジフェニルビニルアミン、
あるいは、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和基含有酸無水物と、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物、
グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物とN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物等が挙げられる。
好ましくは、(メタ)アクリレートモノマーであり、より好ましくはN,N-ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート又はN,N-ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリレートである。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」の両者を言い表すものとする。
<Tertiary amino group-containing monomer (A)>
Among the tertiary amino group-containing monomers (A) as precursors before oxidation, those for forming the structure of general formula 1 include:
For example, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylamino Vinyl propionate, N,N-diethylaminovinyl propionate, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylallylamine, p-dimethylaminomethylstyrene, p-dimethylaminoethylstyrene, p-diethylaminomethylstyrene, p-diethylamino Ethylstyrene, N,N-dimethylvinylamine, N,N-diethylvinylamine, N,N-diphenylvinylamine,
Alternatively, a reaction product of an unsaturated group-containing acid anhydride such as maleic anhydride, itaconic anhydride, or citraconic anhydride with N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, etc.
Examples include reaction products of epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl (meth)acrylate and N,N-dimethyl-1,3-propanediamine.
Preferably, it is a (meth)acrylate monomer, more preferably N,N-dialkylaminoethyl (meth)acrylate or N,N-dialkylaminopropyl (meth)acrylate.
In the present invention, "(meth)acrylic" refers to both "acrylic" and "methacrylic."
一般式3の構造を形成するためのものとしては、例えば、2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-メチル-3-ビニルピリジン、2-メチル-4-ビニルピリジン、3-メチル-4-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、3-メチル-5-ビニルピリジン、4-メチル-5-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-4-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-5-ビニルピリジン等が挙げられる。 Examples of compounds for forming the structure of general formula 3 include 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-3-vinylpyridine, 2-methyl-4-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, -Methyl-4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-methyl-5-vinylpyridine, 4-methyl-5-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-4-vinylpyridine, 2- Examples include (t-butyl)-5-vinylpyridine.
一般式2の構造を形成するためのものとしては、例えば、1-ビニルイミダゾー
ル、2-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-メチル-1-ビニルイミダゾール、5-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-(t-ブチル)-1-ビニルイミダゾール等が挙げられる。
Examples of substances for forming the structure of general formula 2 include 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, 4-methyl-1-vinylimidazole, 5-methyl-1-vinylimidazole, 4- Examples include (t-butyl)-1-vinylimidazole.
<架橋性基を有するモノマー(B)>
ビニル系ポリマーの耐水性向上という観点から、ビニル系ポリマーを得る際に、前記モノマー(A)以外に、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、1級若しくは2級アミノ基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の架橋性基を有するモノマー(B)を使用することが好ましい。モノマー(B)に由来する架橋性基は、後述する架橋剤と反応することでポリマー塗膜に架橋構造を導入し、優れた耐水性を発揮する。
<Monomer (B) having a crosslinkable group>
From the viewpoint of improving the water resistance of the vinyl polymer, when obtaining the vinyl polymer, in addition to the monomer (A), a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, a primary or secondary amino group, and an isocyanate group are selected. It is preferable to use a monomer (B) having at least one crosslinkable group. The crosslinkable group derived from the monomer (B) reacts with the crosslinking agent described below to introduce a crosslinked structure into the polymer coating film, thereby exhibiting excellent water resistance.
例えば、カルボキシル基が導入された共重合体は、エポキシ化合物やアジリジン化合物、カルボジイミド化合物、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド化合物により架橋することができる。水酸基が導入された共重合体は、イソシアネート化合物等により架橋することができる。アミノ基が導入された共重合体は、エポキシ化合物により架橋することができる。イソシアネート基が導入された共重合体は、水酸基含有化合物により架橋することができる。 For example, a copolymer into which a carboxyl group has been introduced can be crosslinked with an epoxy compound, an aziridine compound, a carbodiimide compound, or an N-hydroxyethylacrylamide compound. The copolymer into which hydroxyl groups have been introduced can be crosslinked with an isocyanate compound or the like. A copolymer into which amino groups have been introduced can be crosslinked with an epoxy compound. The copolymer into which isocyanate groups have been introduced can be crosslinked with a hydroxyl group-containing compound.
カルボキシル基含有モノマーとしては、その構造中にカルボキシル基有するものであれば特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、あるいはエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの繰り返し付加した末端にカルボキシル基を有するアルキレンオキサイド付加系コハク酸(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The carboxyl group-containing monomer is not particularly limited as long as it has a carboxyl group in its structure; for example, (meth)acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate, or alkylene such as ethylene oxide or propylene oxide. Examples include alkylene oxide-added succinic acid (meth)acrylate having a carboxyl group at the end of which oxide is repeatedly added.
水酸基含有モノマーとしては、その構造中に水酸基を有するものであれば、特に制限は
なく、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸1-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1-ヒドロキシブチル、単官能(メタ)アクリル酸グリセロール、ラクトン環の開環付加により末端に水酸基を有するポリラクトン系(メタ)アクリル酸エステル、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの繰り返し付加した末端に水酸基を有するアルキレンオキサイド付加系(メタ)アクリル酸エステル、グルコース環系(メタ)アクリル酸エステル類が挙げられる。
The hydroxyl group-containing monomer is not particularly limited as long as it has a hydroxyl group in its structure, and examples include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 1-hydroxypropyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid. 2-Hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 1-hydroxybutyl (meth)acrylate, monofunctional glycerol (meth)acrylate, polylactone type (meth) having a hydroxyl group at the end by ring-opening addition of a lactone ring. ) Acrylic esters, alkylene oxide-added (meth)acrylic esters having a hydroxyl group at the end obtained by repeatedly adding alkylene oxides such as ethylene oxide or propylene oxide, and glucose ring-based (meth)acrylic esters.
エポキシ基含有モノマーとしては、その構造中にエポキシ基を有するものであれば、特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシシクロヘキシルメチル等が挙げられる。 The epoxy group-containing monomer is not particularly limited as long as it has an epoxy group in its structure, and examples thereof include glycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, etc. .
1級若しくは2級アミノ基含有モノマーとしては、その構造中にアミノ基を有するものであれば、特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノプロピル等が挙げられる。 The monomer containing a primary or secondary amino group is not particularly limited as long as it has an amino group in its structure; for example, monomethylaminoethyl (meth)acrylate, monoethylaminoethyl (meth)acrylate. , monomethylaminopropyl (meth)acrylate, monoethylaminopropyl (meth)acrylate, and the like.
架橋性基を有するモノマー(B)としては、耐水性及び長期バイオフィルム形成抑制能の観点から、好ましくはカルボキシル基含有モノマーである。 The monomer (B) having a crosslinking group is preferably a carboxyl group-containing monomer from the viewpoint of water resistance and long-term biofilm formation inhibiting ability.
<その他のモノマー(C)>
ビニル系ポリマーを得る際に、前記モノマー(A)、モノマー(B)の他に、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有する、その他のモノマー(C)を用いることができる。モノマー(C)に基づく構造の導入により、極性やTgが適切に制御され、優れた塗工性、耐水性、及び耐候性を有することができる。
<Other monomers (C)>
When obtaining a vinyl polymer, other monomers (C) having one ethylenically unsaturated group in one molecule can be used in addition to the monomers (A) and (B). By introducing a structure based on the monomer (C), polarity and Tg can be appropriately controlled, and it is possible to have excellent coating properties, water resistance, and weather resistance.
1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有する、その他のモノマー(C)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;
1-プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどのα-オレフィン系エチレン性不飽和モノマー。
Other monomers (C) having one ethylenically unsaturated group in one molecule include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, pentyl Alkyl (meth)acrylates such as (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate;
α-olefin ethylenically unsaturated monomers such as 1-propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー;
(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー;
(メタ)アクリルアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどの1~3級アミド基を有するモノマー;
(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、及びトリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルエチル)アンモニウムクロライドなどの4級アミノ基を有するモノマー;
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエーテル鎖を有するモノマーが挙げられる。
Monomers having sulfonic acid groups such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid;
A monomer having a phosphate group such as (2-hydroxyethyl) methacrylate acid phosphate;
(meth)acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methoxymethyl-(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl-(meth)acrylamide, N-propoxymethyl-(meth)acrylamide, N-butoxymethyl-(meth)acrylamide, ) acrylamide, N-pentoxymethyl-(meth)acrylamide, N,N-di(methoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N-methoxymethylmethacrylamide, N,N-di(ethoxymethyl)acrylamide, N- Ethoxymethyl-N-propoxymethyl methacrylamide, N,N-di(propoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(propoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(butoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl -N-(methoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(pentoxymethyl)acrylamide, N-methoxymethyl-N-(pentoxymethyl)methacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide , monomers having primary to tertiary amide groups such as diacetone (meth)acrylamide;
(meth)acrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride salt, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylpropyl) ammonium chloride, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamidopropyl) ammonium chloride, and a monomer having a quaternary amino group such as trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylethyl)ammonium chloride;
Polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, propoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-pentoxypolyethylene glycol (meth)acrylate Acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, polypropylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, propoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolypropylene glycol (meth)acrylate , n-pentoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, polytetramethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, hexaethylene Examples include monomers having polyether chains such as glycol (meth)acrylate and methoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate.
<ビニル系ポリマーの共重合組成>
ビニル系ポリマーの共重合組成について説明する。
3級アミノ基含有モノマー(A)は、全モノマーの合計量に対して、1質量%以上で使用することが好ましい。好ましくは4質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上である。また、95質量%以下で使用することが好ましい。好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは50質量%以下であり、特に好ましくは30質量%以下である。上記範囲とすることで、長期的なバイオフィルム形成抑制能の効果を発揮する。
架橋性基を有するモノマー(B)は、全モノマーの合計量に対して、20質量%以下で使用することが好ましい。好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。上記範囲とすることで、架橋剤を併用した場合に適度な架橋密度を有する塗膜を得ることができる。
<Copolymerization composition of vinyl polymer>
The copolymerization composition of the vinyl polymer will be explained.
The tertiary amino group-containing monomer (A) is preferably used in an amount of 1% by mass or more based on the total amount of all monomers. Preferably it is 4% by mass or more, more preferably 10% by mass or more. Moreover, it is preferable to use it in an amount of 95% by mass or less. It is preferably 90% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, particularly preferably 30% by mass or less. By setting it as the said range, the effect of long-term biofilm formation inhibitory ability is demonstrated.
The monomer (B) having a crosslinkable group is preferably used in an amount of 20% by mass or less based on the total amount of all monomers. Preferably it is 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. By setting it as the said range, when a crosslinking agent is used together, the coating film which has an appropriate crosslinking density can be obtained.
<オキシド化>
重合前のオキシド化、重合後のオキシド化について説明する。重合前のオキシド化は、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を含む溶液に、重合後のオキシド化は、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を必須とするモノマーを重合したポリマーを含む溶液に、オキシド化剤を加えて20℃~100℃の範囲で0.1~100時間、好ましくは1~50時間反応させることによって、3級アミノ基をオキシド化することができる。
<Oxidation>
Oxidation before polymerization and oxidation after polymerization will be explained. Oxidation before polymerization is performed using a solution containing the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A), and oxidation after polymerization is performed using a polymer obtained by polymerizing a monomer that essentially includes the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A). The tertiary amino group can be oxidized by adding an oxidizing agent to a solution containing the oxidizing agent and reacting at a temperature of 20° C. to 100° C. for 0.1 to 100 hours, preferably 1 to 50 hours.
オキシド化剤としては、過酸化物又はオゾン等の酸化剤が用いられる。過酸化物としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過酢酸、メタクロロ過安息香酸、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等が挙げられ、過酸化水素が好ましく、通常は水溶液の形で用いられる。程度の違いはあるとはいうものの、過酸化物にはラジカル発生剤としての機能もあるので、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を必須の原料とするビニル系ポリマーの場合には、重合後にオキシド化することが好ましい。また、後述するウレタン系ポリマーの場合にも副反応が生じないように、重合後にオキシド化することが好ましい。 As the oxidizing agent, an oxidizing agent such as peroxide or ozone is used. Examples of peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, peracetic acid, metachloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, and t-butyl hydroperoxide. Hydrogen peroxide is preferred, and is usually used in an aqueous solution. used in the form Although there are differences in degree, peroxide also functions as a radical generator, so in the case of vinyl polymers that use the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) as an essential raw material, Oxidation is preferably performed after polymerization. Further, in the case of a urethane-based polymer described later, it is preferable to oxidize the polymer after polymerization so as to prevent side reactions from occurring.
一般的にはオキシド化剤の使用量は、オキシド化可能な官能基、即ち、3級アミノ基に対して、0.2~3倍モル当量の割合で使用し、更に0.5~2倍モル当量使用するのが
より好ましい。得られたポリマー溶液は、残存した過酸化物を公知の方法で処理した後、使用することもできる。具体的には還元剤添加処理、イオン交換処理、活性炭処理、金属触媒による処理等があげられる。
Generally, the amount of the oxidizing agent used is 0.2 to 3 times the molar equivalent of the oxidizable functional group, that is, the tertiary amino group, and further 0.5 to 2 times the molar equivalent. More preferably, molar equivalents are used. The obtained polymer solution can also be used after treating residual peroxide by a known method. Specifically, reducing agent addition treatment, ion exchange treatment, activated carbon treatment, treatment using a metal catalyst, etc. can be mentioned.
得られたポリマー溶液はそのまま使用することもできるが、必要に応じて再沈殿、溶媒留去等の公知の方法でアミンオキシド基含有ポリマーを単離して使用することも出来る。また、単離したアミンオキシド基含有ポリマーは、必要ならば再沈殿や、溶剤洗浄、膜分離、吸着処理等によってさらに精製できる。 The obtained polymer solution can be used as it is, but if necessary, the amine oxide group-containing polymer can also be isolated and used by known methods such as reprecipitation and solvent distillation. Further, the isolated amine oxide group-containing polymer can be further purified by reprecipitation, solvent washing, membrane separation, adsorption treatment, etc., if necessary.
本発明におけるビニル系ポリマーとしては、前述の如く、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)をオキシド化した後に他のモノマーと重合したもの、及び、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を必須とするモノマーを重合し、ポリマーを得た後にオキシド化したものの他、モノマーとして、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物や2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有不飽和化合物と、ヒドロキシエチル-N,N-ジメチルアミンオキシド等のアミンオキシド基含有化合物との反応生成物を用いて共重合したものも用いることができる。 As mentioned above, the vinyl polymer in the present invention includes those obtained by oxidizing the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) and then polymerizing it with other monomers, and the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) In addition to oxidized monomers obtained by polymerizing monomers that require Copolymerization using a reaction product of a group-containing unsaturated compound and an amine oxide group-containing compound such as hydroxyethyl-N,N-dimethylamine oxide can also be used.
<アミンオキシド基含有量>
アミンオキシド基は、バイオフィルム形成抑制性をポリマーに付与する。ビニル系ポリマー中のアミンオキシド基含有量は、好ましくは0.25~5mmol/gであり、より好ましくは0.5~2mmol/gである。0.25~5mmol/gであることにより、長時間水中に浸漬しても最適なバイオフィルム形成抑制能を維持することができる。
ビニル系ポリマー中のアミンオキシド基含有量は、アミンオキシド基を有するモノマーを重合してビニル系ポリマーを得る場合には、重合に用いたアミンオキシド基を有するモノマーの量から求めることができる。一方、3級アミノ基含有モノマーを必須とするモノマーを重合した後に得られたポリマーをオキシド化する場合には、前述の数式1によって算出できる。
<Amine oxide group content>
The amine oxide group imparts biofilm formation inhibiting properties to the polymer. The amine oxide group content in the vinyl polymer is preferably 0.25 to 5 mmol/g, more preferably 0.5 to 2 mmol/g. By setting the concentration to 0.25 to 5 mmol/g, the optimal ability to suppress biofilm formation can be maintained even when immersed in water for a long time.
When a vinyl polymer is obtained by polymerizing a monomer having an amine oxide group, the content of amine oxide groups in the vinyl polymer can be determined from the amount of the monomer having an amine oxide group used in the polymerization. On the other hand, when a polymer obtained after polymerizing a monomer that essentially includes a tertiary amino group-containing monomer is to be oxidized, it can be calculated using the above-mentioned formula 1.
<質量平均分子量(Mw)>
ビニル系ポリマーの質量平均分子量は、2,000~10,000,000であり、好ましくは5,000~6,000,000であり、より好ましくは10,000~600,000であり、特に好ましくは10,000~100,000である。分子量が2,000以上であることにより、凝集力を付与でき、塗工基材からの剥離を抑制でき、長期間のバイオフィルム形成抑制効果を発揮する。また、10,000,000以下であることにより、適正な粘度になることから、塗工適性が向上する。そのため、ビニル系ポリマーの質量平均分子量を、上記特定範囲内に限定する。
<Mass average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight of the vinyl polymer is 2,000 to 10,000,000, preferably 5,000 to 6,000,000, more preferably 10,000 to 600,000, and particularly preferably is between 10,000 and 100,000. When the molecular weight is 2,000 or more, cohesive force can be imparted, peeling from the coating substrate can be suppressed, and a long-term biofilm formation suppressing effect can be exhibited. Furthermore, when the molecular weight is 10,000,000 or less, the viscosity becomes appropriate, and thus the coating suitability is improved. Therefore, the weight average molecular weight of the vinyl polymer is limited within the above specific range.
ビニル系ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用する。測定装置及び測定条件としては、下記条件1によることを基本とし、試料の溶解性等により条件2とすることを許容する。ただし、重合体種によっては、さらに適宜適切なキャリア(溶離液)及びそれに適合したカラムを選定して用いてもよい。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008を参照することとする。なお、難溶の高分子化合物については下記条件の下、溶解可能な濃度で測定することとする。
また、ビニル系ポリマーの分子量測定が困難な場合は、アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量をポリマー(a)の質量平均分子量とすることが出来る。アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定装置及び測定条件としては、下記条件3によることを基本とする。
(条件1)
カラム:TOSOHTSKgelSuperHZM-H、
TOSOHTSKgelSuperHZ4000 及び
TOSOHTSKgelSuperHZ2000を連結したもの。
キャリア:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAWM-Hを2本連結したもの。
キャリア:10mMLiBr/N-メチルピロリドン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件3)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 及び
TOSOHTSKgelSuperAW2500を連結したもの。
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
キャリア流量:0.6mL/min
As the mass average molecular weight of the vinyl polymer, a value measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) is used. The measuring device and measurement conditions are basically based on Condition 1 below, and Condition 2 is allowed depending on the solubility of the sample, etc. However, depending on the type of polymer, a suitable carrier (eluent) and a column suitable for the carrier may be selected and used. For other matters, please refer to JISK7252-1~4:2008. In addition, poorly soluble polymer compounds shall be measured at a concentration that allows them to be dissolved under the following conditions.
Furthermore, if it is difficult to measure the molecular weight of the vinyl polymer, the weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer can be set as the weight average molecular weight of the polymer (a). The weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer is determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the measurement device and measurement conditions are based on Condition 3 below.
(Condition 1)
Column: TOSOHTSKgelSuperHZM-H,
A combination of TOSOHTSKgelSuperHZ4000 and TOSOHTSKgelSuperHZ2000.
Carrier: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40℃
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(Condition 2)
Column: Two TOSOHTSKgelSuperAWM-H columns connected.
Carrier: 10mM LiBr/N-methylpyrrolidone Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(Condition 3)
Column: TOSOHTSKgelSuperAW4000,
A combination of TOSOHTSKgelSuperAW3000 and TOSOHTSKgelSuperAW2500.
Carrier: Mixture of N,N-dimethylformamide (1L), triethylamine (3.04g), LiBr (0.87g) Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 0.6mL/min
<架橋剤>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、架橋剤を含むことができる。架橋剤を含むことにより、前述のビニル系ポリマーが架橋性基を有する場合、塗膜に架橋を形成して耐水性を向上させることができる。本発明で用いることのできる架橋剤としては、前述のビニル系ポリマーを形成するためのモノマー(B)におけるカルボキシル基、水酸基、エポキシ基、1級若しくは2級アミノ基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の架橋性基と反応するものが好ましく、例えば、エポキシ基、イソシアネート基、及びアジリジニル基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有するものの他、金属キレート化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。これらの架橋剤は、塗膜の弾性率や耐性を上げる目的で使用したり、接着力を調製したりするために用いることができる。
<Crosslinking agent>
The biofilm formation inhibiting coating agent of the present invention can contain a crosslinking agent. By including a crosslinking agent, when the above-mentioned vinyl polymer has a crosslinkable group, it is possible to form crosslinks in the coating film and improve water resistance. The crosslinking agent that can be used in the present invention is selected from the group consisting of carboxyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, primary or secondary amino groups, and isocyanate groups in the monomer (B) for forming the vinyl polymer described above. Preferred examples include those having at least one functional group selected from epoxy groups, isocyanate groups, and aziridinyl groups, as well as metal chelate compounds and carbodiimide group-containing compounds. It will be done. These crosslinking agents can be used for the purpose of increasing the elastic modulus and resistance of the coating film, or for adjusting the adhesive strength.
[エポキシ基を有する架橋剤]
本発明で用いられるエポキシ基を有する架橋剤としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するものであればよく、特に限定されるものではない。2官能エポキシ基を有する架橋剤としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレンオキサイドジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジ
グリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリブタジエンジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゾフェノンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシアントラセン型エポキシ
樹脂、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、N,N-ジグリシジルアニリン等の芳香族エポキシ化合物、上記記載の芳香族エポキシ化合物の水素添加物、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の脂環式エポキシ化合物などが挙げられる。エポキシ基を3つ以上有する架橋剤としては、例えば、トリグリシジルイソシアヌレート、トリスフェノール型エポキシ化合物、テトラキスフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物等が挙げられる。
[Crosslinking agent with epoxy group]
The crosslinking agent having an epoxy group used in the present invention is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. Examples of the crosslinking agent having a bifunctional epoxy group include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene oxide diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, tetramethylene glycol diglycidyl ether, and polytetramethylene glycol diglycidyl ether. Ether, aliphatic epoxy compounds such as 1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polybutadiene diglycidyl ether, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenol type Aromatic epoxy compounds such as epoxy resins, dihydroxybenzophenone diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, dihydroxyanthracene type epoxy resins, bisphenol fluorene glycidyl ether, N,N-diglycidylaniline, aromatic compounds described above Examples include hydrogenated epoxy compounds and alicyclic epoxy compounds such as hexahydrophthalic acid diglycidyl ester. Examples of the crosslinking agent having three or more epoxy groups include triglycidyl isocyanurate, trisphenol type epoxy compounds, tetrakisphenol type epoxy compounds, and phenol novolac type epoxy compounds.
[イソシアネート基を有する架橋剤]
本発明で用いられるイソシアネート基を有する架橋剤としては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有した化合物であればよく、特に限定されるものではない。2官能イソシアネート化合物としては、例えば、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。
3官能イソシアネート化合物としては、上記で説明したジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、水と反応したビュウレット体、イソシアヌレート環を有する3量体が挙げられる。
また、イソシアネート基を有する架橋剤中のイソシアネート基は、ブロック化されていても良いし、ブロック化されていなくても良い。本発明で用いられるブロック化イソシアネート架橋剤としては、前記イソシアネート化合物中のイソシアネート基がε-カプロラクタム、MEKオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ピラゾール、フェノール等でブロックされたブロック化イソシアネート化合物であればよく、特に限定されるものではない。
[Crosslinking agent having isocyanate group]
The crosslinking agent having an isocyanate group used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. Examples of the bifunctional isocyanate compound include 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and hexane diisocyanate. Examples include methylene diisocyanate and isophorone diisocyanate.
Examples of the trifunctional isocyanate compound include a trimethylolpropane adduct of the diisocyanate described above, a biurette reacted with water, and a trimer having an isocyanurate ring.
Further, the isocyanate group in the crosslinking agent having an isocyanate group may be blocked or unblocked. The blocked isocyanate crosslinking agent used in the present invention may be a blocked isocyanate compound in which the isocyanate group in the isocyanate compound is blocked with ε-caprolactam, MEK oxime, cyclohexanone oxime, pyrazole, phenol, etc., and is particularly limited. It is not something that will be done.
[アジリジニル基を有する架橋剤]
本発明で用いられるアジリジン化合物としては、1分子中に2個以上のアジリジン基を有した化合物であればよく、特に限定されるものではない。アジリジン化合物としては、例えば、2,2’-ビスヒドロキシメチルブタノールトリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等が挙げられる。
[Crosslinking agent with aziridinyl group]
The aziridine compound used in the present invention is not particularly limited as long as it has two or more aziridine groups in one molecule. Examples of the aziridine compound include 2,2'-bishydroxymethylbutanol tris[3-(1-aziridinyl)propionate] and 4,4-bis(ethyleneiminocarbonylamino)diphenylmethane.
[カルボジイミド基含有化合物]
本発明で用いられるカルボジイミド基含有化合物としては、日清紡績株式会社のカルボジライトシリーズを用いることができ、V-02、V-04、V-06、V-10などの水性タイプ、V-01、V-03、V-05、V―07、V―09などの油性タイプ等が挙げられる。
[Carbodiimide group-containing compound]
As the carbodiimide group-containing compound used in the present invention, the Carbodilite series manufactured by Nisshinbo Co., Ltd. can be used, including aqueous types such as V-02, V-04, V-06, and V-10, and V-01. , V-03, V-05, V-07, V-09, and other oil-based types.
[β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物]
本発明では、β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物も架橋剤として用いることができる。β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物としては、分子内にβ-ヒドロキシアルキルアミド基を含有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物としては、N,N,N’,N’-テトラキス(ヒドロキシエチル)アジパミド(エムスケミー社製PrimidXL-552)をはじめとする種々の化合物を挙げることができる。
[β-Hydroxyalkylamide group-containing compound]
In the present invention, compounds containing β-hydroxyalkylamide groups can also be used as crosslinking agents. The β-hydroxyalkylamide group-containing compound is not particularly limited as long as it is a compound containing a β-hydroxyalkylamide group in the molecule. Examples of the β-hydroxyalkylamide group-containing compound include various compounds including N,N,N',N'-tetrakis(hydroxyethyl)adipamide (PrimidXL-552 manufactured by M Chemie).
本発明において、架橋剤は、一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用しても良い。架橋剤の使用量は、ビニル系ポリマー中に含まれる官能基の種類やモル数を考慮して決定すればよく、特に限定されるものではないが、通常はビニル系ポリマー100質量部に対して0.1質量部~100質量部の範囲で用いられる。ビニル系ポリマー中に含まれる官能基のモル数よりも少ない範囲で配合することで、未反応の架橋剤が遊離する懸念をな
くすことができる。この範囲であれば、目的とするバイオフィルム形成抑制の各効果に、特に優れた性能が発現される。
In the present invention, only one type of crosslinking agent may be used alone, or a plurality of them may be used in combination. The amount of crosslinking agent to be used may be determined by taking into account the type and number of moles of functional groups contained in the vinyl polymer, and is not particularly limited, but is usually based on 100 parts by mass of the vinyl polymer. It is used in a range of 0.1 parts by mass to 100 parts by mass. By blending in an amount smaller than the number of moles of functional groups contained in the vinyl polymer, it is possible to eliminate the concern that unreacted crosslinking agent will be liberated. Within this range, particularly excellent performance will be achieved in achieving the desired effects of inhibiting biofilm formation.
<バイオフィルム形成抑制コート剤の調整>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、コート剤100質量%中、前記ビニル系ポリマーを1~50質量%含むことが好ましく、5~30質量%含むことがより好ましい。ビニル系ポリマー含有量を1質量%以上とすることで、アミンオキシド基によるバイオフィルム形成抑制の効果を発揮することができる。また、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、ビニル系ポリマー以外の成分を含んでも良い。
<Adjustment of coating agent for inhibiting biofilm formation>
The biofilm formation inhibiting coating agent of the present invention preferably contains 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass of the vinyl polymer based on 100% by mass of the coating agent. By setting the vinyl polymer content to 1% by mass or more, the effect of inhibiting biofilm formation due to amine oxide groups can be exhibited. Furthermore, the biofilm formation inhibiting coating agent of the present invention may contain components other than the vinyl polymer.
<溶媒>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、ビニル系ポリマー以外の成分として溶媒を含有してもよく、2種以上を併用して含んでもよい。溶媒は、アミンオキシド量に依存するビニル系ポリマーの溶解性や印刷条件等を考慮し、従来公知の溶媒から適宜選択することができる。例えば、ビニル系ポリマー中のアミンオキシド量が多い場合、水、メタノールやエタノール等のアルコール類、アセトンやエチルメチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチルや酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ギ酸や酢酸等の有機酸、N,N-ジメチルホルムアミド等の有機塩基を選択することができる。一方、ビニル系ポリマー中のアミンオキシド量がの少ない場合、アセトンやエチルメチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチルや酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルに加え、ジクロロメタンやトリクロロメタン等のハロゲン溶媒を選択することができる。
<Solvent>
The biofilm formation inhibiting coating agent of the present invention may contain a solvent as a component other than the vinyl polymer, or may contain two or more kinds in combination. The solvent can be appropriately selected from conventionally known solvents, taking into consideration the solubility of the vinyl polymer depending on the amount of amine oxide, printing conditions, etc. For example, if the amount of amine oxide in the vinyl polymer is large, water, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, methyl acetate and ethyl acetate, etc. Esters, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, organic acids such as formic acid and acetic acid, and organic bases such as N,N-dimethylformamide can be selected. On the other hand, if the amount of amine oxide in the vinyl polymer is small, in addition to ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, dimethyl sulfoxide, and acetonitrile, , halogen solvents such as dichloromethane and trichloromethane can be selected.
さらに、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、各種の添加剤を含有してもよい。 Furthermore, the biofilm formation inhibiting coating agent of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not impaired.
<バイオフィルム形成抑制積層体>
本発明のバイオフィルム形成抑制積層体は、基材上に、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤からなる塗膜を有するものである。塗膜を形成する方法としては、基材に応じて、様々な塗膜形成方法(塗工・印刷・乾燥方法)を選択することができる。一例として、グラビア・オフセット等の各種印刷方式のほか、インクジェット方式、スプレー方式、浸漬方式等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。塗工後の乾燥は、溶媒を除去できればよく、バイオフィルム形成抑制コート剤に含まれる溶媒等から適宜乾燥温度を選択することができる。工業的には、40~180℃で2分間程度であるのが望ましい。さらに、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤が架橋剤を含む場合、架橋反応を促進させるための工程を設けることが好ましい。架橋条件は、一般的に40~150℃で6~24時間であるが、これらに限定されない。バイオフィルム形成抑制コート剤からなる塗膜の厚みは、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択でき、0.5~2μmでも十分効果を発揮する。
<Biofilm formation suppression laminate>
The biofilm formation inhibiting laminate of the present invention has a coating film made of the biofilm formation inhibiting coating agent of the present invention on a base material. As a method for forming a coating film, various coating film forming methods (coating, printing, drying methods) can be selected depending on the substrate. Examples include, but are not limited to, various printing methods such as gravure and offset, as well as inkjet methods, spray methods, and dipping methods. Drying after coating may be performed as long as the solvent can be removed, and the drying temperature can be appropriately selected from the solvent contained in the biofilm formation inhibiting coating agent. Industrially, a temperature of 40 to 180°C for about 2 minutes is desirable. Furthermore, when the biofilm formation inhibiting coating agent of the present invention contains a crosslinking agent, it is preferable to provide a step for promoting the crosslinking reaction. Crosslinking conditions are generally 40-150° C. for 6-24 hours, but are not limited thereto. The thickness of the coating film made of the biofilm formation-inhibiting coating agent can be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention, and a thickness of 0.5 to 2 μm can sufficiently exhibit the effect.
<基材>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、バイオフィルムの危害が懸念される広い分野に適用することが可能であるため、医療機器、製造設備又は水槽内面等、微生物が付着し、バイオフィルムが形成することが想定される物質表面に、好適に用いることができる。そのため、基材としては、上記用途で従来公知に用いられる基材であれば制限無く使用することができ、例えば、プラスチック、ガラス、セラミックス、金属等の材質からなる基材が挙げられる。
<Base material>
The biofilm formation-inhibiting coating agent of the present invention can be applied to a wide range of fields where biofilm hazards are a concern. It can be suitably used on the surface of a substance that is expected to be exposed. Therefore, as the base material, any base material conventionally used in the above-mentioned applications can be used without limitation, and examples thereof include base materials made of materials such as plastic, glass, ceramics, and metal.
<細胞培養器材処理剤>
細胞培養器材処理剤は、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000
以上であるビニル系ポリマー(A)を含む。
本発明において、アミンオキシド基を有するポリマーは、以下のような2つの方法で得ることができる。即ち、アミンオキシド基を有するモノマーと他のモノマーとを重合して、アミンオキシド基を有するポリマーを得ることができる。あるいは、アミンオキシド基の前駆官能基とでもいうべき3級アミノ基を有するポリマーを得た後、前記3級アミノ基に酸化剤を反応させ、ポリマーにアミンオキシド基を導入することができ、副反応を生じ難いという点で後者の方法が好ましい。なお、3級アミノ基に酸化剤を反応させることを、以下「オキシド化」ともいう。
<Cell culture equipment treatment agent>
The cell culture equipment treatment agent has an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000.
The above-mentioned vinyl polymer (A) is included.
In the present invention, the polymer having amine oxide groups can be obtained by the following two methods. That is, a monomer having an amine oxide group and another monomer can be polymerized to obtain a polymer having an amine oxide group. Alternatively, after obtaining a polymer having a tertiary amino group, which can be called a precursor functional group for an amine oxide group, the tertiary amino group can be reacted with an oxidizing agent to introduce an amine oxide group into the polymer. The latter method is preferred because it is less likely to cause a reaction. Note that reacting a tertiary amino group with an oxidizing agent is also referred to as "oxidation" hereinafter.
ビニル系ポリマーとしては、具体的には、前述の一般式1~3で表される少なくともいずれかの構造を含むものであることが好ましく、中でも一般式1で表される構造を含むものが特に好ましい。ビニル系ポリマーは、共重合体であることが好ましく、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体のいずれであってもよい。 Specifically, the vinyl polymer preferably contains at least one of the structures represented by the above-mentioned general formulas 1 to 3, and among them, those containing the structure represented by general formula 1 are particularly preferable. The vinyl polymer is preferably a copolymer, and may be any of a block copolymer, random copolymer, and alternating copolymer.
このような構造を有するビニルポリマーは、前述の通り、2つの方法で得ることができる。より好ましくは、3級アミノ基含有モノマー(A)をオキシド化した後に、他のモノマーと重合するか、あるいは3級アミノ基含有モノマー(A)とその他モノマーとを重合した後にオキシド化する方法である。 Vinyl polymers having such a structure can be obtained in two ways, as described above. More preferably, the tertiary amino group-containing monomer (A) is oxidized and then polymerized with another monomer, or the tertiary amino group-containing monomer (A) and another monomer are polymerized and then oxidized. be.
<3級アミノ基含有モノマー(A)>
オキシド化前の前駆体としての3級アミノ基含有モノマー(A)のうち、一般式1の構造を形成するためものとしては、
例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジエチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアリルアミン、p-ジメチルアミノメチルスチレン、p-ジメチルアミノエチルスチレン、p-ジエチルアミノメチルスチレン、p-ジエチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルビニルアミン、N,N-ジエチルビニルアミン、N,N-ジフェニルビニルアミン、あるいは、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和基含有酸無水物と、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物とN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物等が挙げられる。
好ましくは、(メタ)アクリレートモノマーであり、より好ましくはN,N-ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート又はN,N-ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリレートである。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」の両者を言い表すものとする。
<Tertiary amino group-containing monomer (A)>
Among the tertiary amino group-containing monomers (A) as precursors before oxidation, those for forming the structure of general formula 1 include:
For example, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylamino Vinyl propionate, N,N-diethylaminovinyl propionate, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylallylamine, p-dimethylaminomethylstyrene, p-dimethylaminoethylstyrene, p-diethylaminomethylstyrene, p-diethylamino Ethylstyrene, N,N-dimethylvinylamine, N,N-diethylvinylamine, N,N-diphenylvinylamine, or acid anhydrides containing unsaturated groups such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride. , reaction products with N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, etc., reaction of epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl (meth)acrylate with N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, etc. products, etc.
Preferably it is a (meth)acrylate monomer, more preferably N,N-dialkylaminoethyl (meth)acrylate or N,N-dialkylaminopropyl (meth)acrylate.
In the present invention, "(meth)acrylic" refers to both "acrylic" and "methacrylic".
一般式3の構造を形成するためのものとしては、例えば、2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-メチル-3-ビニルピリジン、2-メチル-4-ビニルピリジン、3-メチル-4-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、3-メチル-5-ビニルピリジン、4-メチル-5-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-4-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-5-ビニルピリジン等が挙げられる。 Examples of compounds for forming the structure of general formula 3 include 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-3-vinylpyridine, 2-methyl-4-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, -Methyl-4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-methyl-5-vinylpyridine, 4-methyl-5-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-4-vinylpyridine, 2- Examples include (t-butyl)-5-vinylpyridine.
一般式2の構造を形成するためのものとしては、例えば、1-ビニルイミダゾール、2
-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-メチル-1-ビニルイミダゾール、5-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-(t-ブチル)-1-ビニルイミダゾール等が挙げられる。
Examples of substances for forming the structure of general formula 2 include 1-vinylimidazole, 2
-Methyl-1-vinylimidazole, 4-methyl-1-vinylimidazole, 5-methyl-1-vinylimidazole, 4-(t-butyl)-1-vinylimidazole, and the like.
<架橋性基を有するモノマー(B)>
ビニル系ポリマーの耐久性の向上という観点から、ビニル系ポリマーは、カルボキシル基及び水酸基からなる群から選ばれる少なくとも1種の架橋性基を有することが好ましい。具体的には、ビニル系ポリマーを得る際に、前記モノマー(A)以外に、カルボキシル基及び水酸基からなる群から選ばれる少なくとも1種の架橋性基を有するモノマー(B)を使用することが好ましい。モノマー(B)に由来する架橋性基は、後述する架橋剤と反応することでポリマー塗膜に架橋構造を導入し、優れた耐久性を発揮する。
<Monomer (B) having a crosslinkable group>
From the viewpoint of improving the durability of the vinyl polymer, it is preferable that the vinyl polymer has at least one crosslinkable group selected from the group consisting of a carboxyl group and a hydroxyl group. Specifically, when obtaining a vinyl polymer, it is preferable to use, in addition to the monomer (A), a monomer (B) having at least one crosslinkable group selected from the group consisting of a carboxyl group and a hydroxyl group. . The crosslinkable group derived from the monomer (B) introduces a crosslinked structure into the polymer coating film by reacting with the crosslinking agent described below, thereby exhibiting excellent durability.
例えば、カルボキシル基が導入された共重合体は、エポキシ化合物、アジリジン化合物、オキセタン、カルボジイミド化合物、アミノ化合物又はイソシアネート化合物等により架橋することができる。水酸基が導入された共重合体は、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、アミノ化合物又はアルコキシラン化合物等により架橋することができる。 For example, a copolymer into which a carboxyl group has been introduced can be crosslinked with an epoxy compound, an aziridine compound, an oxetane, a carbodiimide compound, an amino compound, an isocyanate compound, or the like. The copolymer into which a hydroxyl group has been introduced can be crosslinked with a carbodiimide compound, an isocyanate compound, an amino compound, an alkoxylan compound, or the like.
カルボキシル基含有モノマーとしては、その構造中にカルボキシル基有するものであれば特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、あるいはエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの繰り返し付加した末端にカルボキシル基を有するアルキレンオキサイド付加系コハク酸(メタ)アクリレート等が挙げられる。 The carboxyl group-containing monomer is not particularly limited as long as it has a carboxyl group in its structure; for example, (meth)acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate, or alkylene such as ethylene oxide or propylene oxide. Examples include alkylene oxide-added succinic acid (meth)acrylate having a carboxyl group at the end of which oxide is repeatedly added.
水酸基含有モノマーとしては、その構造中に水酸基を有するものであれば、特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸1-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸1-ヒドロキシブチル、単官能(メタ)アクリル酸グリセロール、ラクトン環の開環付加により末端に水酸基を有するポリラクトン系(メタ)アクリル酸エステル、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの繰り返し付加した末端に水酸基を有するアルキレンオキサイド付加系(メタ)アクリル酸エステル、グルコース環系(メタ)アクリル酸エステル類が挙げられる。 The hydroxyl group-containing monomer is not particularly limited as long as it has a hydroxyl group in its structure, and examples include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 1-hydroxypropyl (meth)acrylate, and (meth)acrylic acid. 2-Hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 1-hydroxybutyl (meth)acrylate, monofunctional glycerol (meth)acrylate, polylactone type (meth) having a hydroxyl group at the end by ring-opening addition of a lactone ring. ) Acrylic esters, alkylene oxide-added (meth)acrylic esters having a hydroxyl group at the end obtained by repeatedly adding alkylene oxides such as ethylene oxide or propylene oxide, and glucose ring-based (meth)acrylic esters.
耐久性の観点から、ビニル系ポリマーは、架橋性基としてカルボキシル基を有することが好ましく、ポリマーを構成する架橋性基を有するモノマー(B)としてカルボキシル基含有モノマーを用いることが好ましい。 From the viewpoint of durability, the vinyl polymer preferably has a carboxyl group as a crosslinkable group, and it is preferable to use a carboxyl group-containing monomer as the monomer (B) having a crosslinkable group constituting the polymer.
<その他のモノマー(C)>
ビニル系ポリマーを得る際に、前記モノマー(A)の他に、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有する、その他のモノマー(C)を用いることができる。モノマー(C)に基づく構造の導入により、極性やTgが適切に制御され、優れた塗工性、塗工膜の耐久性を有することができるほか、溶媒溶解性等を制御することができる。
<Other monomers (C)>
When obtaining a vinyl polymer, other monomers (C) having one ethylenically unsaturated group in one molecule can be used in addition to the monomer (A). By introducing a structure based on the monomer (C), polarity and Tg can be appropriately controlled, and not only can the coating film have excellent coating properties and durability, but also solvent solubility and the like can be controlled.
1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有する、その他のモノマー(C)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;1-プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどのα-オレフィ
ン系エチレン性不飽和モノマー。
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー;(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー;
(メタ)アクリルアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどの1~3級アミド基を有するモノマー;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、及びトリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルエチル)アンモニウムクロライドなどの4級アミノ基を有するモノマー;ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエーテル鎖を有するモノマーが挙げられる。
Other monomers (C) having one ethylenically unsaturated group in one molecule include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, pentyl Alkyl (meth)acrylates such as (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate; α-olefinic ethylenically unsaturated monomers such as 1-propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
Monomers having sulfonic acid groups such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid; monomers having phosphoric acid groups such as (2-hydroxyethyl) methacrylate acid phosphate;
(meth)acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methoxymethyl-(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl-(meth)acrylamide, N-propoxymethyl-(meth)acrylamide, N-butoxymethyl-(meth)acrylamide, ) acrylamide, N-pentoxymethyl-(meth)acrylamide, N,N-di(methoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N-methoxymethylmethacrylamide, N,N-di(ethoxymethyl)acrylamide, N- Ethoxymethyl-N-propoxymethyl methacrylamide, N,N-di(propoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(propoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(butoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl -N-(methoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(pentoxymethyl)acrylamide, N-methoxymethyl-N-(pentoxymethyl)methacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide , diacetone (meth)acrylamide, and other monomers having primary to tertiary amide groups; (meth)acrylic acid dimethylaminoethylmethyl chloride salt, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamide-1,1-dimethylpropyl) Monomers with quaternary amino groups such as ammonium chloride, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamidopropyl)ammonium chloride, and trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylethyl)ammonium chloride. ; Polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, propoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-pentoxypolyethylene glycol (meth)acrylate; ) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, polypropylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, propoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolypropylene glycol (meth) Acrylate, n-pentoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, polytetramethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, hexa Examples include monomers having polyether chains such as ethylene glycol (meth)acrylate and methoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate.
<ビニル系ポリマーの共重合組成>
ビニル系ポリマーの共重合組成について説明する。
3級アミノ基含有モノマー(A)は、全モノマーの合計量に対して、1質量%以上で使用することが好ましい。好ましくは4質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上である。また、95質量%以下で使用することが好ましい。好ましくは90質量%以下であり、より好ましくは50質量%以下であり、特に好ましくは30質量%以下である。上記範囲とすることで、長期的な、細胞毒性が低く、かつ優れた蛋白質や細胞の接着防止効果を発揮する。架橋性基を有するモノマー(B)は、全モノマーの合計量に対して、20質量%以下で使用することが好ましい。好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。上記範囲とすることで、架橋剤を併用した場合に適度な架橋密度を有する塗膜を得ることができる。
<Copolymer composition of vinyl polymer>
The copolymerization composition of the vinyl polymer will be explained.
The tertiary amino group-containing monomer (A) is preferably used in an amount of 1% by mass or more based on the total amount of all monomers. Preferably it is 4% by mass or more, more preferably 10% by mass or more. Moreover, it is preferable to use it in an amount of 95% by mass or less. It is preferably 90% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, particularly preferably 30% by mass or less. Within the above range, long-term, low cytotoxicity, and excellent protein and cell adhesion prevention effects can be achieved. The monomer (B) having a crosslinkable group is preferably used in an amount of 20% by mass or less based on the total amount of all monomers. Preferably it is 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. By setting it as the said range, when a crosslinking agent is used together, the coating film which has an appropriate crosslinking density can be obtained.
<オキシド化>
重合前のオキシド化、重合後のオキシド化について説明する。重合前のオキシド化は、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を含む溶液に、重合後のオキシド化は、3級アミ
ノ基含有不飽和モノマー(A)を必須とするモノマーを重合したポリマーを含む溶液に、オキシド化剤を加えて20℃~100℃の範囲で0.1~100時間、好ましくは1~50時間反応させることによって、3級アミノ基をオキシド化することができる。
<Oxidation>
Oxidation before polymerization and oxidation after polymerization will be explained. Oxidation before polymerization is performed using a solution containing the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A), and oxidation after polymerization is performed using a polymer obtained by polymerizing monomers that essentially include the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A). The tertiary amino group can be oxidized by adding an oxidizing agent to a solution containing the oxidizing agent and reacting at a temperature of 20° C. to 100° C. for 0.1 to 100 hours, preferably 1 to 50 hours.
オキシド化剤としては、過酸化物又はオゾン等の酸化剤が用いられる。過酸化物としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過酢酸、メタクロロ過安息香酸、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等が挙げられ、過酸化水素が好ましく、通常は水溶液の形で用いられる。程度の違いはあるとはいうものの、過酸化物にはラジカル発生剤としての機能もあるので、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を必須の原料とするビニル系ポリマーの場合には、重合後にオキシド化することが好ましい。また、後述するウレタン系ポリマーの場合にも副反応が生じないように、重合後にオキシド化することが好ましい。 As the oxidizing agent, an oxidizing agent such as peroxide or ozone is used. Examples of peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, peracetic acid, metachloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, and t-butyl hydroperoxide. Hydrogen peroxide is preferred, and is usually used in an aqueous solution. used in the form Although there are differences in degree, peroxide also functions as a radical generator, so in the case of vinyl polymers that use the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) as an essential raw material, Oxidation is preferably performed after polymerization. Further, in the case of a urethane-based polymer described later, it is preferable to oxidize the polymer after polymerization so as to prevent side reactions from occurring.
一般的にはオキシド化剤の使用量は、オキシド化可能な官能基、即ち、3級アミノ基に対して、0.2~3倍モル当量の割合で使用し、更に0.5~2倍モル当量使用するのがより好ましい。得られたポリマー溶液は、残存した過酸化物を公知の方法で処理した後、使用することもできる。具体的には還元剤添加処理、イオン交換処理、活性炭処理、金属触媒による処理等があげられる。得られたポリマー溶液はそのまま使用することもできるが、必要に応じて再沈殿、溶媒留去等の公知の方法でアミンオキシド基含有ポリマーを単離して使用することも出来る。また、単離したアミンオキシド基含有ポリマーは、必要ならば再沈殿や、溶剤洗浄、膜分離、吸着処理等によってさらに精製できる。 Generally, the amount of the oxidizing agent used is 0.2 to 3 times the molar equivalent of the oxidizable functional group, that is, the tertiary amino group, and further 0.5 to 2 times the molar equivalent. More preferably, molar equivalents are used. The obtained polymer solution can also be used after treating residual peroxide by a known method. Specifically, reducing agent addition treatment, ion exchange treatment, activated carbon treatment, treatment using a metal catalyst, etc. can be mentioned. The obtained polymer solution can be used as it is, but if necessary, the amine oxide group-containing polymer can also be isolated and used by known methods such as reprecipitation and solvent distillation. Further, the isolated amine oxide group-containing polymer can be further purified by reprecipitation, solvent washing, membrane separation, adsorption treatment, etc., if necessary.
本発明におけるビニル系ポリマーとしては、前述の如く、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)をオキシド化した後に他のモノマーと重合したもの、及び、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を必須とするモノマーを重合し、ポリマーを得た後にオキシド化したものの他、モノマーとして、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物や2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有不飽和化合物と、ヒドロキシエチル-N,N-ジメチルアミンオキシド等のアミンオキシド基含有化合物との反応生成物を用いて共重合したものも用いることができる。 As mentioned above, the vinyl polymer in the present invention includes those obtained by oxidizing the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) and then polymerizing it with other monomers, and the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) In addition to oxidized monomers obtained by polymerizing monomers that require Copolymerization using a reaction product of a group-containing unsaturated compound and an amine oxide group-containing compound such as hydroxyethyl-N,N-dimethylamine oxide can also be used.
<アミンオキシド基含有量>
アミンオキシド基は、細胞接着防止効果をポリマーに付与する。ビニル系ポリマー中のアミンオキシド基含有量は、好ましくは0.25~5mmol/gであり、より好ましくは0.5~5mmol/gである。0.25~5mmol/gであることにより、長時間水中に浸漬しても細胞接着防止効果を維持することができる。
ビニル系ポリマー中のアミンオキシド基含有量は、アミンオキシド基を有するモノマーを重合してビニル系ポリマーを得る場合には、重合に用いたアミンオキシド基を有するモノマーの量から求めることができる。一方、3級アミノ基含有モノマーを必須とするモノマーを重合した後に得られたポリマーをオキシド化する場合には、前述の数式1によって算出できる。
<Amine oxide group content>
The amine oxide group imparts an anti-cell adhesion effect to the polymer. The amine oxide group content in the vinyl polymer is preferably 0.25 to 5 mmol/g, more preferably 0.5 to 5 mmol/g. By setting the concentration to 0.25 to 5 mmol/g, the cell adhesion prevention effect can be maintained even when immersed in water for a long time.
When a vinyl polymer is obtained by polymerizing a monomer having an amine oxide group, the content of amine oxide groups in the vinyl polymer can be determined from the amount of the monomer having an amine oxide group used in the polymerization. On the other hand, when a polymer obtained after polymerizing a monomer that essentially includes a tertiary amino group-containing monomer is to be oxidized, it can be calculated using the above-mentioned formula 1.
<質量平均分子量(Mw)>
ビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量は、2,000以上であり、好ましくは2,000~10,000,000であり、より好ましくは5,000以上であり、さらに好ましくは10,000以上であり、特に好ましくは100,000以上である。分子量が2,000以上であることにより、塗膜の凝集力を付与でき、塗工基材からの剥離を抑制でき、長期間の細胞接着防止効果を発揮する。また、10,000,000以下であると、適正な粘度になることから、塗工適性が向上するため好ましい。より好ましくは、500,000以下である。
<Mass average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight of the vinyl polymer (A) is 2,000 or more, preferably 2,000 to 10,000,000, more preferably 5,000 or more, and still more preferably 10,000 or more. and particularly preferably 100,000 or more. When the molecular weight is 2,000 or more, it is possible to impart cohesive force to the coating film, suppress peeling from the coating substrate, and exhibit a long-term cell adhesion prevention effect. In addition, when it is 10,000,000 or less, the viscosity becomes appropriate, which improves coating suitability, which is preferable. More preferably, it is 500,000 or less.
ビニル系ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用する。測定装置及び測定条件としては、下記条件1によることを基本とし、試料の溶解性等により条件2とすることを許容する。ただし、重合体種によっては、さらに適宜適切なキャリア(溶離液)及びそれに適合したカラムを選定して用いてもよい。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008を参照することとする。なお、難溶の高分子化合物については下記条件の下、溶解可能な濃度で測定することとする。また、ビニル系ポリマーの分子量測定が困難な場合は、アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量をビニル系ポリマーの質量平均分子量とすることが出来る。アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定装置及び測定条件としては、下記条件3によることを基本とする。 As the mass average molecular weight of the vinyl polymer, a value measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) is used. The measuring device and measurement conditions are basically based on Condition 1 below, and Condition 2 is allowed depending on the solubility of the sample, etc. However, depending on the type of polymer, a suitable carrier (eluent) and a column suitable for the carrier may be selected and used. For other matters, please refer to JISK7252-1~4:2008. In addition, poorly soluble polymer compounds shall be measured at a concentration that allows them to be dissolved under the following conditions. Furthermore, if it is difficult to measure the molecular weight of the vinyl polymer, the weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer can be set as the weight average molecular weight of the vinyl polymer. The weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer is determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the measurement device and measurement conditions are based on Condition 3 below.
(条件1)
カラム:TOSOHTSKgelSuperHZM-H、
TOSOHTSKgelSuperHZ4000 及び
TOSOHTSKgelSuperHZ2000を連結したもの。
キャリア:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(Condition 1)
Column: TOSOHTSKgelSuperHZM-H,
A combination of TOSOHTSKgelSuperHZ4000 and TOSOHTSKgelSuperHZ2000.
Carrier: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40℃
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAWM-Hを2本連結したもの。
キャリア:10mMLiBr/N-メチルピロリドン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(Condition 2)
Column: Two TOSOHTSKgelSuperAWM-H columns connected.
Carrier: 10mM LiBr/N-methylpyrrolidone Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(条件3)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 及び
TOSOHTSKgelSuperAW2500を連結したもの。
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
キャリア流量:0.6mL/min
(Condition 3)
Column: TOSOHTSKgelSuperAW4000,
A combination of TOSOHTSKgelSuperAW3000 and TOSOHTSKgelSuperAW2500.
Carrier: Mixture of N,N-dimethylformamide (1L), triethylamine (3.04g), LiBr (0.87g) Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 0.6mL/min
<架橋剤>
本発明の細胞培養器材処理剤は、さらに架橋剤を含むことができる。架橋剤を含むことにより、前述のビニル系ポリマーが架橋性基を有する場合、塗膜に架橋を形成して耐久性(耐水性)を向上させることができる。
本発明で用いることのできる架橋剤としては、前述のビニル系ポリマーを形成するためのモノマー(B)におけるカルボキシル基及び水酸基からなる群から選ばれる少なくとも1種の架橋性基と反応するものが好ましく、例えば、カルボキシル基が導入されたビニル系ポリマー(A)の架橋剤としては、イソシアネート化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、アミノ化合物等が挙げられる。また、水酸基が導入されたビニル系ポリ
マー(A)の架橋剤としては、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、アミノ化合物、アルコキシラン化合物等が挙げられる。これらの架橋剤は、塗膜の弾性率や耐性を上げる目的で使用したり、基材への接着力を調製したりするために用いることができる。以下に、好ましい架橋剤の例として、カルボジイミド化合物及びイソシアネート化合物について説明する。
<Crosslinking agent>
The cell culture equipment treatment agent of the present invention can further contain a crosslinking agent. By including a crosslinking agent, when the above-mentioned vinyl polymer has a crosslinkable group, it is possible to form crosslinks in the coating film and improve durability (water resistance).
The crosslinking agent that can be used in the present invention is preferably one that reacts with at least one crosslinkable group selected from the group consisting of carboxyl groups and hydroxyl groups in the monomer (B) for forming the vinyl polymer described above. For example, examples of the crosslinking agent for the vinyl polymer (A) into which a carboxyl group has been introduced include isocyanate compounds, aziridine compounds, carbodiimide compounds, and amino compounds. Further, examples of the crosslinking agent for the vinyl polymer (A) into which a hydroxyl group has been introduced include carbodiimide compounds, isocyanate compounds, amino compounds, alkoxylan compounds, and the like. These crosslinking agents can be used for the purpose of increasing the elastic modulus and resistance of the coating film, or for adjusting the adhesive strength to the substrate. A carbodiimide compound and an isocyanate compound will be explained below as examples of preferable crosslinking agents.
[カルボジイミド基含有化合物(カルボジイミド化合物)]
カルボジイミド基含有化合物としては、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジ-2,6-ジイソプロピルフェニルカルボジイミドなどのジカルボジイミドや、ポリ(1,6-ヘキサメチレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-メチレンビスシクロヘキシルカルボジイミド)、ポリ(1,3-シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(1,4-シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)、ポリ(4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフタレンカルボジイミド)、ポリ(p-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリルカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルカルボジイミド)、ポリ(メチル-ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(1,3,5-トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,3,5-トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,5-ジイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(トリエチルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)などのポリカルボジイミドなどを挙げることができる。
[Carbodiimide group-containing compound (carbodiimide compound)]
Examples of carbodiimide group-containing compounds include dicarbodiimides such as N,N'-diisopropylcarbodiimide, N,N'-dicyclohexylcarbodiimide, N,N'-di-2,6-diisopropylphenylcarbodiimide, and poly(1,6-hexane). methylenecarbodiimide), poly(4,4'-methylenebiscyclohexylcarbodiimide), poly(1,3-cyclohexylenecarbodiimide), poly(1,4-cyclohexylenecarbodiimide), poly(4,4'-dicyclohexylmethanecarbodiimide) , poly(4,4'-diphenylmethanecarbodiimide), poly(3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylmethanecarbodiimide), poly(naphthalenecarbodiimide), poly(p-phenylenecarbodiimide), poly(m-phenylenecarbodiimide) ), poly(tolylcarbodiimide), poly(diisopropylcarbodiimide), poly(methyl-diisopropylphenylenecarbodiimide), poly(1,3,5-triisopropylbenzene) polycarbodiimide, poly(1,3,5-triisopropylbenzene) Examples include polycarbodiimides such as polycarbodiimide, poly(1,5-diisopropylbenzene)polycarbodiimide, poly(triethylphenylenecarbodiimide), and poly(triisopropylphenylenecarbodiimide).
カルボジイミド基含有化合物の市販品として、日清紡ホールディングス(株)製“カルボジライト”(登録商標)、ラインケミー製“スタバクゾール(登録商標)”などを挙げることができる。 Examples of commercially available carbodiimide group-containing compounds include "Carbodilite" (registered trademark) manufactured by Nisshinbo Holdings, Inc. and "Stabaxol (registered trademark)" manufactured by Rein Chemie.
[イソシアネート基を有する架橋剤(イソシアネート化合物)]
本発明で用いられるイソシアネート基を有する架橋剤としては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有した化合物であればよく、特に限定されるものではない。
2官能イソシアネート化合物としては、例えば、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。
3官能イソシアネート化合物としては、上記で説明したジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、水と反応したビュウレット体、イソシアヌレート環を有する3量体が挙げられる。
また、イソシアネート基を有する架橋剤中のイソシアネート基は、ブロック化されていても良いし、ブロック化されていなくても良い。本発明で用いられるブロック化イソシアネート架橋剤としては、前記イソシアネート化合物中のイソシアネート基がε-カプロラクタム、MEKオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ピラゾール、フェノール等でブロックされたブロック化イソシアネート化合物であればよく、特に限定されるものではない。
[Crosslinking agent having isocyanate group (isocyanate compound)]
The crosslinking agent having isocyanate groups used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
Examples of the bifunctional isocyanate compound include 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and hexane diisocyanate. Examples include methylene diisocyanate and isophorone diisocyanate.
Examples of the trifunctional isocyanate compound include a trimethylolpropane adduct of the diisocyanate described above, a biurette reacted with water, and a trimer having an isocyanurate ring.
Further, the isocyanate group in the crosslinking agent having an isocyanate group may be blocked or unblocked. The blocked isocyanate crosslinking agent used in the present invention may be a blocked isocyanate compound in which the isocyanate group in the isocyanate compound is blocked with ε-caprolactam, MEK oxime, cyclohexanone oxime, pyrazole, phenol, etc., and is particularly limited. It is not something that will be done.
本発明において、架橋剤は、一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用しても良い。架橋剤の使用量は、ビニル系ポリマー中に含まれる官能基の種類やモル数を考慮して決定すればよく、特に限定されるものではないが、通常はビニル系ポリマー100質量部に対して0.1質量部~100質量部の範囲で用いられる。ビニル系ポリマー中に含まれる官能基のモル数よりも少ない範囲で配合することで、未反応の架橋剤が遊離する懸念をな
くすことができる。この範囲であれば、目的とする細胞培養器材処理剤の各効果に、特に優れた性能が発現される。
In the present invention, only one type of crosslinking agent may be used alone, or a plurality of them may be used in combination. The amount of crosslinking agent to be used may be determined by taking into account the type and number of moles of functional groups contained in the vinyl polymer, and is not particularly limited, but is usually based on 100 parts by mass of the vinyl polymer. It is used in a range of 0.1 parts by mass to 100 parts by mass. By blending in an amount smaller than the number of moles of functional groups contained in the vinyl polymer, it is possible to eliminate the concern that unreacted crosslinking agent will be liberated. Within this range, the intended cell culture equipment treatment agent exhibits particularly excellent performance in each effect.
<細胞培養器材処理剤の調製>
本発明の細胞培養器材処理剤は、細胞培養器材処理剤100質量%中、前記ビニル系ポリマーを50質量以下%含むことが好ましく、0.5~10質量%含むことがより好ましい。ビニル系ポリマー含有量を0.5質量%以上とすることで、アミンオキシド基による細胞接着抑制の効果を発揮することができる。また、本発明の細胞培養器材処理剤は、ビニル系ポリマー以外の成分を含んでも良い。
<Preparation of cell culture equipment treatment agent>
The cell culture equipment treatment agent of the present invention preferably contains 50% by mass or less of the vinyl polymer, more preferably 0.5 to 10% by mass, based on 100% by mass of the cell culture equipment treatment agent. By setting the vinyl polymer content to 0.5% by mass or more, the effect of suppressing cell adhesion due to amine oxide groups can be exhibited. Furthermore, the cell culture equipment treatment agent of the present invention may contain components other than the vinyl polymer.
<溶媒>
本発明の細胞培養器材処理剤は、ビニル系ポリマー以外の成分として溶媒を含有してもよく、2種以上を併用して含んでもよい。溶媒は、アミンオキシド量に依存するビニル系ポリマーの溶解性や製膜条件等を考慮し、従来公知の溶媒から適宜選択することができる。
例えば、ビニル系ポリマー中のアミンオキシド量が多い場合、水、メタノールやエタノール等のアルコール類、アセトンやエチルメチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチルや酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ギ酸や酢酸等の有機酸、N,N-ジメチルホルムアミド等の有機塩基を選択することができる。一方、ビニル系ポリマー中のアミンオキシド量がの少ない場合、アセトンやエチルメチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチルや酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルに加え、ジクロロメタンやトリクロロメタン等のハロゲン溶媒を選択することができる。
<Solvent>
The cell culture equipment treatment agent of the present invention may contain a solvent as a component other than the vinyl polymer, or may contain two or more kinds in combination. The solvent can be appropriately selected from conventionally known solvents, taking into consideration the solubility of the vinyl polymer depending on the amount of amine oxide, film forming conditions, and the like.
For example, if the amount of amine oxide in the vinyl polymer is large, water, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, methyl acetate and ethyl acetate, etc. Esters, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, organic acids such as formic acid and acetic acid, and organic bases such as N,N-dimethylformamide can be selected. On the other hand, if the amount of amine oxide in the vinyl polymer is small, in addition to ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, dimethyl sulfoxide, and acetonitrile, , halogen solvents such as dichloromethane and trichloromethane can be selected.
<その他添加剤等>
本発明の細胞培養器材処理剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、各種の添加剤を含有してもよく、界面活性剤、等張化剤、キレート化剤、pH調整剤、緩衝剤、増粘剤、安定化剤、タンパク質分解酵素、薬理活性成分、生理活性成分や、医薬品添加物辞典に記載された各種添加剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよい。これらは1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。
<Other additives, etc.>
The cell culture equipment treatment agent of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not impaired, such as surfactants, isotonic agents, chelating agents, pH adjusters, and buffers. , thickeners, stabilizers, proteolytic enzymes, pharmacologically active ingredients, physiologically active ingredients, and various additives listed in the Dictionary of Pharmaceutical Excipients, etc., may be included within the range that does not impair the effects of the present invention. . These may contain one type alone or two or more types.
例えば、イオンバランスを調製するために、pH調整剤を含有してもよい。pH調整剤としては、酸性又は塩基性の化合物が挙げられる。酸性pH調整剤の例としては、カルボン酸、無機酸及びスルホン酸が挙げられ、塩基性pH調整剤の例としては、水酸化物、アルコキシド、第一級及び第二級アミン以外の窒素含有化合物、塩基性炭酸塩、並びに塩基性リン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。細胞培養器材処理剤のpH値は、4.0~9.0程度、好ましくは6.0~8.0程度、であり、7.0付近になるように調整して用いることが好ましい。 For example, a pH adjuster may be included to adjust the ion balance. Examples of the pH adjuster include acidic or basic compounds. Examples of acidic pH adjusters include carboxylic acids, inorganic acids and sulfonic acids, and examples of basic pH adjusters include hydroxides, alkoxides, nitrogen-containing compounds other than primary and secondary amines. , basic carbonates, and basic phosphates. The pH value of the cell culture equipment treatment agent is about 4.0 to 9.0, preferably about 6.0 to 8.0, and is preferably adjusted to around 7.0 before use.
また、等張化剤としては、糖、ポリアルコール(マンニトール、ソルビトールなど)又は塩化ナトリウム等が挙げられる。増粘剤、安定化剤としては、ポリビニルアルコール、ポリ-N-ビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド等の合成有機高分子化合物、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体、カルボキシメチルスターチナトリウム、ヒドロキシエチルスターチ等のスターチ誘導体、コンドロイチン硫酸塩、ヒアルロン酸塩等が挙げられる。 Further, examples of isotonic agents include sugars, polyalcohols (mannitol, sorbitol, etc.), sodium chloride, and the like. Thickeners and stabilizers include synthetic organic polymer compounds such as polyvinyl alcohol, poly-N-vinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polyacrylamide, and cellulose derivatives such as hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and hydroxypropylmethylcellulose. , sodium carboxymethyl starch, starch derivatives such as hydroxyethyl starch, chondroitin sulfate, hyaluronate, and the like.
<細胞培養器材>
本発明の細胞培養器材は、基材上に、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量
が2,000以上であるビニル系ポリマーを含む細胞接着防止膜(塗膜とも言う場合もある)を有し、基材上に、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマーを含む細胞接着防止膜を形成する工程を含むこと、具体的には、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマーを含む細胞培養器材処理剤をコーティングする工程を含むことにより製造することができる。
<Cell culture equipment>
The cell culture equipment of the present invention has a cell adhesion prevention film (sometimes also referred to as a coating film) on a base material containing a vinyl polymer containing an amine oxide group and having a mass average molecular weight of 2,000 or more. and a step of forming a cell adhesion prevention film containing a vinyl polymer having an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more on a base material, specifically, amine oxide It can be manufactured by including a step of coating a cell culture equipment treatment agent containing a vinyl polymer containing a group and having a mass average molecular weight of 2,000 or more.
細胞接着防止膜を形成する方法、即ちアミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマーを含む細胞培養器材処理剤をコーティングする工程としては、公知の方法で行うことができる。例えば、前記細胞培養器材処理剤を公知の方法でコーティングした後に、熱処理等をすることで、塗膜を形成することができる。なお、架橋剤を使用して硬化することもできる。 The method for forming a cell adhesion prevention film, that is, the step of coating a cell culture equipment treatment agent containing a vinyl polymer containing an amine oxide group and having a mass average molecular weight of 2,000 or more, is carried out by a known method. be able to. For example, a coating film can be formed by applying a heat treatment or the like after coating the cell culture equipment treatment agent using a known method. Note that it can also be cured using a crosslinking agent.
前記コーティング方法は、基材に応じて適宜選択でき、具体的には、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法、インクジェット方式、刷毛塗り、スポンジ塗り等が挙げられる。また、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷等の各種印刷方式を用いてもよい。コーティング後の熱処理温度は、含有する溶媒の沸点や、架橋剤の架橋温度に応じて適宜選択できるが、工業的には、40~180℃であるのが望ましい。さらに、本組成物が架橋剤を含む場合、架橋反応を促進させるための工程を設けることが好ましい。架橋条件は、一般的に40~150℃で6~24時間であるが、これらに限定されない。 The coating method can be appropriately selected depending on the substrate, and specific examples thereof include spray coating, dip coating, flow coating, inkjet coating, brush coating, sponge coating, and the like. Furthermore, various printing methods such as gravure printing, offset printing, and silk screen printing may be used. The heat treatment temperature after coating can be appropriately selected depending on the boiling point of the solvent contained and the crosslinking temperature of the crosslinking agent, but industrially it is preferably 40 to 180°C. Furthermore, when the present composition contains a crosslinking agent, it is preferable to provide a step for promoting the crosslinking reaction. Crosslinking conditions are generally 40-150° C. for 6-24 hours, but are not limited thereto.
<基材>
本発明の基材は、細胞培養器材用に使用可能であれば特に制限されない。具体的には、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ビニル-アセテート共重合体、スチレン-メチルメタアクリレート共重合体、アクリルニトリル-スチレン共重合体、アクリルニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ナイロン、ポリメチルペンテン、シリコーン樹脂、アミノ樹脂、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、及びポリイミドの樹脂材料からなる群から選択された1種以上の樹脂のほか、ガラス基材等が挙げられる。
<Base material>
The substrate of the present invention is not particularly limited as long as it can be used for cell culture equipment. Specifically, (meth)acrylic resin, styrene resin, polycarbonate resin, polyolefin resin, polystyrene, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polyvinyl acetate, vinyl-acetate copolymer, styrene-methylmeth Acrylate copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, nylon, polymethylpentene, silicone resin, amino resin, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, fluororesin, and Examples include one or more resins selected from the group consisting of polyimide resin materials, as well as glass substrates.
<シリコーン基材>
前記シリコーン基材は、シリコーン系樹脂を含む基材であれば特に制限されない。
シリコーン系樹脂としては、ポリジメチルシロキサン、ポリフェニルメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサンのようなポリオルガノシロキサンを主鎖とするものが挙げられ、好ましくは、ポリジメチルシロキサンである。また、このようなシリコーン基材としては、具体的には、例えば、シリコーン含有医療用デバイス、マイクロ流路を有するシリコーン基材、好ましくはシリコーン含有マイクロ流路デバイスが挙げられる。
<Silicone base material>
The silicone base material is not particularly limited as long as it contains a silicone resin.
Examples of the silicone resin include those having a main chain of polyorganosiloxane such as polydimethylsiloxane, polyphenylmethylsiloxane, and polydiphenylsiloxane, and preferably polydimethylsiloxane. Further, specific examples of such a silicone base material include a silicone-containing medical device, a silicone base material having a microchannel, and preferably a silicone-containing microchannel device.
前記医療用デバイスとは、生体内で使用される医療用の構造体のことをいい、斯様な構造体は、体内へ埋め込んで使用するものと、体内で(埋め込まずに)使用するものとに大別される。なお、医療用デバイスの大きさや長さは特に限定されるものではなく、微細な回路を有するものや、微量の試料を検出するものも包含される。
体内へ埋め込んで使用する構造体としては、例えば、心臓ペースメーカー等の疾患が生じている生体の機能を補うための機能補助装置;埋入型バイオチップ等の生体の異常を検出するための装置;インプラント、骨固定材、縫合糸、人工血管等の医療用器具が挙げられる。また、体内で(埋め込まずに)使用する構造体としては、カテーテル、胃カメラ等が挙げられる。
The above-mentioned medical device refers to a medical structure used in a living body, and such a structure can be used by being implanted in the body or used in the body (without being implanted). It is broadly divided into Note that the size and length of the medical device are not particularly limited, and include those having minute circuits and those capable of detecting a minute amount of sample.
Structures to be implanted into the body include, for example, functional auxiliary devices such as cardiac pacemakers to supplement the functions of living organisms suffering from diseases; devices for detecting abnormalities in living organisms such as implantable biochips; Examples include medical devices such as implants, bone fixing materials, sutures, and artificial blood vessels. In addition, examples of structures used in the body (without being implanted) include catheters, gastrocameras, and the like.
前記マイクロ流路デバイスとしては、例えば、微小反応デバイス(具体的にはマイクロリアクターやマイクロプラント等)、集積型核酸分析デバイス、微小電気泳動デバイス、微小クロマトグラフィーデバイス等の微小分析デバイス;質量スペクトルや液体クロマトグラフィー等の分析試料調製用微小デバイス;抽出、膜分離、透析などに用いる物理化学的処理デバイス;環境分析チップ、臨床分析チップ、遺伝子分析チップ(DNAチップ)、タンパク質分析チップ(プロテオームチップ)、糖鎖チップ、クロマトグラフチップ、細胞解析チップ、製薬スクリーニングチップ等のマイクロ流路チップが挙げられる。これらの中でも、マイクロ流路チップが好ましい。 Examples of the microchannel device include microanalysis devices such as microreaction devices (specifically, microreactors and microplants), integrated nucleic acid analysis devices, microelectrophoresis devices, and microchromatography devices; Microdevices for analytical sample preparation such as liquid chromatography; physicochemical processing devices used for extraction, membrane separation, dialysis, etc.; environmental analysis chips, clinical analysis chips, genetic analysis chips (DNA chips), protein analysis chips (proteome chips) , microchannel chips such as sugar chain chips, chromatography chips, cell analysis chips, and pharmaceutical screening chips. Among these, microchannel chips are preferred.
なお、前記マイクロ流路は、微量の試料(好ましくは液体試料)が流れる部位であり、その流路幅及び深さは特に限定されないが、いずれも、通常、0.1μm~1mm程度であり、好ましくは10μm~800μmである。なお、マイクロ流路の流路幅や深さは、流路全長にわたって同じであってもよく、部分的に異なる大きさや形状であってもよい。 The microchannel is a part through which a small amount of sample (preferably a liquid sample) flows, and the width and depth of the channel are not particularly limited, but are usually about 0.1 μm to 1 mm, Preferably it is 10 μm to 800 μm. Note that the channel width and depth of the microchannel may be the same over the entire length of the channel, or may be partially different in size and shape.
前記シリコーン基材は、プラズマ処理、UVオゾン処理、内部浸潤剤処理等がされていてもよい。これらの処理がなされたシリコーン基材は表面が親水化されているため、重合体が吸着しにくくなる場合があるが、本発明で用いる、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマーはこのようなプラズマ処理等がされたシリコーン基材にも吸着し、優れた親水性及び生体試料吸着抑制効果が付与される。 The silicone base material may be subjected to plasma treatment, UV ozone treatment, internal infiltrating agent treatment, etc. The silicone base material that has undergone these treatments has a hydrophilic surface, which may make it difficult for polymers to adsorb, but silicone base materials that contain amine oxide groups and have a mass average molecular weight of 2, A vinyl-based polymer having a molecular weight of 000 or more also adsorbs to silicone substrates that have been subjected to such plasma treatment, thereby imparting excellent hydrophilicity and the effect of suppressing adsorption of biological samples.
<メディカルデバイス>
前記メディカルデバイスは、医療用器材であれば特に制限されず、具体例としては、例えば、血液バッグ、採尿バッグ、輸血セット、縫合糸、ドレーンチューブ、各種カテーテル、ブラッドアクセス、血液回路、人工血管、人工腎臓、人工心肺、人工弁、血漿交換膜、各種吸着体、CAPD、IABP、ペースメーカー、人工関節、人工骨頭、歯科材料、各種シャント、が挙げられる。
メディカルデバイスの材質や形状は特に限定されず、材質としては、ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニルやそれらの共重合体などの各種高分子材料、金属、セラミック、カーボン、及びこれらの複合材料等が挙げられる。また、形状は特に限定されず、平滑、多孔質などいずれであってもよい。
<Medical device>
The medical device is not particularly limited as long as it is a medical device, and specific examples include blood bags, urine collection bags, blood transfusion sets, sutures, drain tubes, various catheters, blood accesses, blood circuits, artificial blood vessels, Examples include artificial kidneys, artificial heart-lung machines, artificial valves, plasmapheresis membranes, various adsorbents, CAPDs, IABPs, pacemakers, artificial joints, artificial femoral heads, dental materials, and various shunts.
The material and shape of the medical device are not particularly limited, and materials include polyolefin, modified polyolefin, polyether, polyurethane, polyamide, polyimide, polyester such as polyethylene terephthalate, polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, and copolymers thereof. Examples include various polymeric materials such as metals, ceramics, carbon, and composite materials thereof. Further, the shape is not particularly limited, and may be smooth or porous.
<細胞培養培地添加剤>
本発明の細胞培養培地添加剤は、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を含む。上記ビニル系ポリマー(A)を含むことで、細胞が基材に接着することなく、細胞同士が集まった3次元的かつ生細胞数の割合が良好な細胞凝集塊を形成する効果を発揮する。
また、本発明の細胞培養培地添加剤は、ビニル系ポリマー(A)を含むことで、抗体を効率的に生産することができる。また、抗体産生細胞凝集物の発生が抑制され、目的とする抗体の精製が容易となる。
<Cell culture medium additives>
The cell culture medium additive of the present invention contains a vinyl polymer (A) having an amine oxide group and having a mass average molecular weight of 2,000 or more. By including the vinyl polymer (A), the cells do not adhere to the base material, and exhibit the effect of forming a three-dimensional cell aggregate with a good ratio of viable cells.
Moreover, the cell culture medium additive of the present invention can efficiently produce antibodies by containing the vinyl polymer (A). In addition, the generation of antibody-producing cell aggregates is suppressed, making it easier to purify the desired antibody.
<ビニル系ポリマー(A)>
本発明のビニル系ポリマー(A)は、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であればよく、従来公知のポリマーを用いることができ、2種以上を併用してもよい。アミンオキシド基を有することで、優れた細胞凝集塊形成性を発揮する。
<Vinyl polymer (A)>
The vinyl polymer (A) of the present invention only needs to have an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more, and conventionally known polymers can be used, or two or more types can be used in combination. Good too. By having an amine oxide group, it exhibits excellent cell aggregate forming properties.
本発明において、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマーは、以下のような2つの
方法で得ることができる。
(1)アミンオキシド基を有するモノマーとその他モノマーとの共重合体として得る方法。
(2)アミンオキシド基の前駆官能基とでもいうべき3級アミノ基を有するビニル系ポリマーを得た後、前記3級アミノ基と酸化剤との反応生成物として得る方法。
(3)3級アミノ基を有するモノマーと酸化剤との反応生成物モノマー(アミンオキシド基含有モノマー)と、その他モノマーとの共重合体として得る方法。
3級アミノ基に酸化剤(以下、オキシド化剤ともいう)を反応させることで、アミンオキシド基を導入することができる。この反応を以下「オキシド化」ともいう。副反応を生じ難いという点で(2)の方法が好ましい。
In the present invention, the vinyl polymer having amine oxide groups can be obtained by the following two methods.
(1) A method of obtaining a copolymer of a monomer having an amine oxide group and other monomers.
(2) A method of obtaining a vinyl polymer having a tertiary amino group, which can be called a precursor functional group for an amine oxide group, and then obtaining a reaction product of the tertiary amino group and an oxidizing agent.
(3) A method of obtaining a copolymer of a reaction product monomer of a monomer having a tertiary amino group and an oxidizing agent (amine oxide group-containing monomer) and other monomers.
An amine oxide group can be introduced by reacting an oxidizing agent (hereinafter also referred to as an oxidizing agent) with a tertiary amino group. This reaction is also referred to as "oxidation" hereinafter. Method (2) is preferred in that side reactions are less likely to occur.
ビニル系ポリマーとしては、具体的には、前述の一般式1~3で表される少なくともいずれかの構造を含むものであることが好ましく、中でも一般式1で表される構造を含むものが特に好ましい。アミンオキシド基が下記式であらわされるものであることによって、好適な水溶性を発現することができる。
ビニル系ポリマーは、共重合体であることが好ましく、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体のいずれであってもよい。
Specifically, the vinyl polymer preferably contains at least one of the structures represented by the above-mentioned general formulas 1 to 3, and among them, those containing the structure represented by general formula 1 are particularly preferable. When the amine oxide group is represented by the following formula, suitable water solubility can be exhibited.
The vinyl polymer is preferably a copolymer, and may be a block copolymer, random copolymer, or alternating copolymer.
このような構造を有するビニルポリマーは、前述の通り、3つの方法で得ることができる。より好ましくは前述の(2)である、3級アミノ基含有モノマー(a)と、その他モノマーとを重合した後にオキシド化する方法である。その他モノマーは、炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)を含むことが好ましい。 Vinyl polymers having such a structure can be obtained in three ways, as described above. More preferred is the method (2) described above, in which the tertiary amino group-containing monomer (a) and other monomers are polymerized and then oxidized. Other monomers preferably include a monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms.
<3級アミノ基含有モノマー(a)>
オキシド化前の前駆体としての3級アミノ基含有モノマー(a)のうち、
一般式1の構造を形成するためものとしては、例えば、
N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジエチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアリルアミン、p-ジメチルアミノメチルスチレン、p-ジメチルアミノエチルスチレン、p-ジエチルアミノメチルスチレン、p-ジエチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルビニルアミン、N,N-ジエチルビニルアミン、N,N-ジフェニルビニルアミン、あるいは、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和基含有酸無水物と、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物とN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物等が挙げられる。
好ましくは、(メタ)アクリレートモノマーであり、より好ましくはN,N-ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート又はN,N-ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリレートである。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」の両者を言い表すものとする。
<Tertiary amino group-containing monomer (a)>
Among the tertiary amino group-containing monomers (a) as precursors before oxidation,
For forming the structure of general formula 1, for example,
N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N- Dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropionic acid Vinyl, N,N-diethylaminopropionate vinyl, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylallylamine, p-dimethylaminomethylstyrene, p-dimethylaminoethylstyrene, p-diethylaminomethylstyrene, p-diethylaminoethylstyrene , N,N-dimethylvinylamine, N,N-diethylvinylamine, N,N-diphenylvinylamine, or an acid anhydride containing an unsaturated group such as maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride; , N-dimethyl-1,3-propanediamine, etc., and reaction products of epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl (meth)acrylate and N,N-dimethyl-1,3-propanediamine, etc. etc.
Preferably, it is a (meth)acrylate monomer, more preferably N,N-dialkylaminoethyl (meth)acrylate or N,N-dialkylaminopropyl (meth)acrylate.
In the present invention, "(meth)acrylic" refers to both "acrylic" and "methacrylic."
一般式3の構造を形成するためのものとしては、例えば、
2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-メチル-3-ビニルピリジン、2-メチル-4-ビニルピリジン、3-メチル-4-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、3-メチル-5-ビニルピリジン、4-メチル-5-ビニ
ルピリジン、2-(t-ブチル)-4-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-5-ビニルピリジン等が挙げられる。
For forming the structure of general formula 3, for example,
2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-3-vinylpyridine, 2-methyl-4-vinylpyridine, 3-methyl-4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine , 3-methyl-5-vinylpyridine, 4-methyl-5-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-4-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-5-vinylpyridine, and the like.
一般式2の構造を形成するためのものとしては、例えば、
1-ビニルイミダゾール、2-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-メチル-1-ビニルイミダゾール、5-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-(t-ブチル)-1-ビニルイミダゾール等が挙げられる。
For forming the structure of general formula 2, for example,
Examples include 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, 4-methyl-1-vinylimidazole, 5-methyl-1-vinylimidazole, 4-(t-butyl)-1-vinylimidazole, and the like.
<その他モノマー>
ビニル系ポリマー(A)を得る際に、前記3級アミノ基含有モノマー(a)の他に、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有する、その他モノマーを用いることができる。その他モノマーに基づく構造の導入により、極性やTgが適切に制御され、溶媒溶解性等を制御することができる。
その他モノマーとしては、炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)を用いることが、細胞凝集塊形成性の観点及び細胞凝集物の吸着抑制性の観点から好ましい。
<Other monomers>
When obtaining the vinyl polymer (A), other monomers having one ethylenically unsaturated group in one molecule can be used in addition to the tertiary amino group-containing monomer (a). By introducing a structure based on other monomers, polarity and Tg can be appropriately controlled, and solvent solubility and the like can be controlled.
As other monomers, it is preferable to use a monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, from the viewpoint of cell aggregate formation and the ability to inhibit adsorption of cell aggregates.
[炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)]
炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)は、1分子中に1つのエチレン性不飽和基と炭素数4~18のアルキル基とを有するモノマーが好ましい。ビニル系ポリマー(A)は、炭素数4~18のアルキル基を有することで、極性が制御され、周囲の環境を適切に制御することができる。
[Monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms]
The monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms is preferably a monomer having one ethylenically unsaturated group and an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms in one molecule. Since the vinyl polymer (A) has an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, the polarity can be controlled and the surrounding environment can be appropriately controlled.
モノマー(c)としては、特に限定はされないが、例えば、
ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;
1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどのα-オレフィン系エチレン性不飽和モノマーなどが挙げられる。
The monomer (c) is not particularly limited, but for example,
Butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, Alkyl (meth)acrylates such as stearyl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate;
Examples include α-olefin ethylenically unsaturated monomers such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
[(a)、(c)以外のモノマー(d)]
さらに、ビニル系ポリマーを得る際に、前記モノマー(a)、(c)以外のモノマー(c)を用いてもよい。(a)(c)以外のモノマー(d)は、モノマー(a)や(c)と共重合可能であり、モノマー(a)(c)以外の、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有するモノマーであることが好ましい。
[Monomer (d) other than (a) and (c)]
Furthermore, when obtaining a vinyl polymer, a monomer (c) other than the above-mentioned monomers (a) and (c) may be used. Monomers (d) other than (a) and (c) can be copolymerized with monomers (a) and (c), and have one ethylenically unsaturated group in one molecule other than monomers (a) and (c). It is preferable that the monomer has the following.
モノマー(d)としては、特に限定はされないが、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレートなどアルキル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート等のアクリルエステル(メタ)アクリレート;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族エステル(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸1-メチルアリル、(メタ)アクリル酸2-メチルアリル、(メタ)アクリル酸1-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-ブテニル、(メタ)アクリル酸3-ブテニル、(メタ)アクリル酸1,3-メチル-3-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-クロルアリル、(メタ)アクリル酸3-クロルアリル、(メタ)アクリル酸o-アリルフェニル、(メタ)アクリル酸2-(アリルオキシ)エチル、
(メタ)アクリル酸アリルラクチル、(メタ)アクリル酸シトロネリル、(メタ)アクリル酸ゲラニル、(メタ)アクリル酸ロジニル、(メタ)アクリル酸シンナミル、ジアリルマレエート、ジアリルイタコン酸、(メタ)アクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、オレイン酸ビニル,リノレン酸ビニル、(メタ)アクリル酸2-(2’-ビニロキシエトキシ)エチルなどのエチレン性不飽和基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルアミル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルウンデシル(メタ)アクリレートなどの炭素数1~20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和モノマーなどの(メタ)アクリレート系モノマー;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、アリルアルコールなどの水酸基を有するモノマー;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、又は、これらのアルキル若しくはアルケニルモノエステル、フタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸などのカルボン酸基、若しくはその無水物を有するモノマー;
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー;
(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー;
(メタ)アクリルアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどの1~3級アミド基を有するモノマー;
(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、及びトリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルエチル)アンモニウムクロライドなどの4級アミノ基を有するモノマー;
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フ
ェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエーテル鎖を有するモノマー;
ラクトン変性(メタ)アクリレートなどのポリエステル鎖を有するエチレン性不飽和化合物などの側鎖に高分子構造を有する(メタ)アクリレート系モノマー;スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、クロロスチレン、アリルベンゼン、エチニルベンゼン等の芳香族ビニルモノマー;(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基含有エチレン性不飽和モノマー;酢酸ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどの脂肪酸ビニル系化合物;ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル系エチレン性不飽和モノマー;
酢酸アリル、シアン化アリルなどのアリルモノマー;シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトンなどのビニルモノマー;アセチレン、エチニルトルエンなどのエチニルモノマーパーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレンなどのパーフルオロアルキル、アルキレン類などのパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和化合物等の、(メタ)アクリレートではないエチレン性不飽和結合を有するモノマーなどが挙げられる。
The monomer (d) is not particularly limited, but
Methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, etc. Alkyl (meth)acrylate, isobonyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethyl (meth)acrylate, propoxyethyl (meth)acrylate , acrylic ester (meth)acrylates such as butoxyethyl (meth)acrylate, ethoxypropyl (meth)acrylate;
Aromatic ester (meth)acrylates such as phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate;
Allyl (meth)acrylate, 1-methylallyl (meth)acrylate, 2-methylallyl (meth)acrylate, 1-butenyl (meth)acrylate, 2-butenyl (meth)acrylate, 3-(meth)acrylate Butenyl, 1,3-methyl-3-butenyl (meth)acrylate, 2-chlorallyl (meth)acrylate, 3-chlorallyl (meth)acrylate, o-allylphenyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid 2-(allyloxy)ethyl,
Allyl lactyl (meth)acrylate, citronellyl (meth)acrylate, geranyl (meth)acrylate, rhodinyl (meth)acrylate, cinnamyl (meth)acrylate, diallyl maleate, diallylitaconic acid, vinyl (meth)acrylate, Ethylenically unsaturated group-containing (meth)acrylic acid esters such as vinyl crotonate, vinyl oleate, vinyl linolenate, 2-(2'-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate;
Perfluoromethylmethyl (meth)acrylate, perfluoroethylmethyl (meth)acrylate, 2-perfluorobutylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorooctylethyl (meth)acrylate , 2-perfluoroisononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth)acrylate, perfluoropropylpropyl (meth)acrylate, perfluorooctylpropyl (meth)acrylate ) acrylate, perfluorooctyl amyl (meth)acrylate, perfluorooctyl undecyl (meth)acrylate, etc. (meth) such as perfluoroalkyl group-containing ethylenically unsaturated monomers having a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Acrylate monomer;
2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalate, glycerol mono(meth)acrylate , 4-hydroxyvinylbenzene, 1-ethynyl-1-cyclohexanol, allyl alcohol, and other hydroxyl group-containing monomers;
Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, or alkyl or alkenyl monoesters thereof, β-(meth)acryloxyethyl phthalate monoester, β-(meth)acryloxyethyl isophthalate monoester, terephthalic acid A monomer having a carboxylic acid group, such as β-(meth)acryloxyethyl monoester, β-(meth)acryloxyethyl succinate monoester, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, or its anhydride;
Monomers having sulfonic acid groups such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid;
A monomer having a phosphate group such as (2-hydroxyethyl) methacrylate acid phosphate;
(meth)acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methoxymethyl-(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl-(meth)acrylamide, N-propoxymethyl-(meth)acrylamide, N-butoxymethyl-(meth)acrylamide, ) acrylamide, N-pentoxymethyl-(meth)acrylamide, N,N-di(methoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N-methoxymethylmethacrylamide, N,N-di(ethoxymethyl)acrylamide, N- Ethoxymethyl-N-propoxymethyl methacrylamide, N,N-di(propoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(propoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(butoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl -N-(methoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(pentoxymethyl)acrylamide, N-methoxymethyl-N-(pentoxymethyl)methacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide , monomers having primary to tertiary amide groups such as diacetone (meth)acrylamide;
(meth)acrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride salt, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylpropyl) ammonium chloride, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamidopropyl) ammonium chloride, and a monomer having a quaternary amino group such as trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylethyl)ammonium chloride;
Polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, propoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-pentoxypolyethylene glycol (meth)acrylate Acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, polypropylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, propoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolypropylene glycol (meth)acrylate , n-pentoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, polytetramethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, hexaethylene Monomers having polyether chains such as glycol (meth)acrylate and methoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate;
(Meth)acrylate monomers with a polymer structure in the side chain, such as ethylenically unsaturated compounds with polyester chains such as lactone-modified (meth)acrylate; styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, chlorostyrene, allyl Aromatic vinyl monomers such as benzene and ethynylbenzene; ethylenically unsaturated monomers containing nitrile groups such as (meth)acrylonitrile; vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl propionate, vinyl hexanoate, vinyl caprylate, vinyl laurate, palmitic acid Fatty acid vinyl compounds such as vinyl and vinyl stearate; vinyl ether ethylenically unsaturated monomers such as butyl vinyl ether and ethyl vinyl ether;
Allyl monomers such as allyl acetate and allyl cyanide; Vinyl monomers such as vinyl cyanide, vinyl cyclohexane, and vinyl methyl ketone; Ethynyl monomers such as acetylene and ethynyltoluene; perfluorobutyl ethylene, perfluorohexyl ethylene, perfluorooctyl ethylene, and Examples include monomers having ethylenically unsaturated bonds that are not (meth)acrylates, such as ethylenically unsaturated compounds containing perfluoroalkyl groups such as fluorodecyl ethylene and perfluoroalkyl groups such as alkylenes.
<ビニル系ポリマー(A)の共重合組成>
ポリマー(a)の共重合組成について説明する。
3級アミノ基含有モノマー(a)は、全モノマーの合計量中、20~99.9質量%含むことが好ましく、より好ましくは65~85質量%である。上記範囲とすることで、特に優れた細胞凝集塊形成性を発揮する。
炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)は、全モノマーの合計量中、0.1~80質量%含むことが好ましく、より好ましくは12~40質量%である。
その他モノマー(d)は、全モノマーの合計量中、0~79.9質量%含むことが好ましく、より好ましくは0~50質量%であり、特に好ましくは0~25質量%である。
<Copolymer composition of vinyl polymer (A)>
The copolymer composition of polymer (a) will be explained.
The tertiary amino group-containing monomer (a) is preferably contained in an amount of 20 to 99.9% by mass, more preferably 65 to 85% by mass, based on the total amount of all monomers. By setting it as the said range, especially excellent cell aggregate formation property will be demonstrated.
The monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms is preferably contained in an amount of 0.1 to 80% by mass, more preferably 12 to 40% by mass, based on the total amount of all monomers.
The other monomer (d) is preferably contained in an amount of 0 to 79.9% by mass, more preferably 0 to 50% by mass, particularly preferably 0 to 25% by mass, based on the total amount of all monomers.
<オキシド化>
モノマー(a)に由来する3級アミン基は、各種酸化剤を使用することでアミンオキシド基化することができる。これによりビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を導入することができる。オキシド化は、ビニル系ポリマー(A)の重合前、重合後のいずれであってもよく、重合前のオキシド化は、3級アミノ基含有モノマー(a)を含む溶液に、重合後のオキシド化は、3級アミノ基含有モノマー(a)を必須とするモノマーを重合したビニル系ポリマーを含む溶液に、オキシド化剤を加えて20℃~100℃の範囲で0.1~100時間、好ましくは1~50時間反応させることによって、3級アミノ基をオキシド化することができる。
<Oxidation>
The tertiary amine group derived from monomer (a) can be converted into an amine oxide group by using various oxidizing agents. Thereby, an amine oxide group can be introduced into the vinyl polymer (A). The oxidation may be performed either before or after the polymerization of the vinyl polymer (A), and the oxidation before the polymerization is performed by adding the tertiary amino group-containing monomer (a) to the solution containing the tertiary amino group-containing monomer (a). In this method, an oxidizing agent is added to a solution containing a vinyl polymer obtained by polymerizing a monomer containing a tertiary amino group-containing monomer (a), and the mixture is heated at a temperature of 20° C. to 100° C. for 0.1 to 100 hours, preferably. The tertiary amino group can be oxidized by reacting for 1 to 50 hours.
オキシド化剤としては、過酸化物又はオゾン等の酸化剤が用いられる。過酸化物としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過酢酸、メタクロロ過安息香酸、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等が挙げられ、過酸化水素が好ましく、通常は水溶液の形で用いられる。程度の違いはあるとはいうものの、過酸化物にはラジカル発生剤としての機能もあるので、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を
必須の原料とするビニル系ポリマーの場合には、重合後にオキシド化することが好ましい。
As the oxidizing agent, an oxidizing agent such as peroxide or ozone is used. Examples of peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, peracetic acid, metachloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, etc. Hydrogen peroxide is preferred, and is usually used in an aqueous solution. used in the form Although there are differences in degree, peroxide also functions as a radical generator, so in the case of vinyl polymers that use tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) as an essential raw material, Oxidation is preferably performed after polymerization.
一般的にはオキシド化剤の使用量は、オキシド化可能な官能基、即ち、3級アミノ基に対して、0.2~3倍モル当量の割合で使用し、更に0.5~2倍モル当量使用するのがより好ましい。得られたポリマー溶液は、残存した過酸化物を公知の方法で処理した後、使用することもできる。具体的には還元剤添加処理、イオン交換処理、活性炭処理、金属触媒による処理等があげられる。得られたポリマー溶液はそのまま使用することもできるが、必要に応じて再沈殿、溶媒留去等の公知の方法でアミンオキシド基含有ポリマーを単離して使用することも出来る。また、単離したアミンオキシド基含有ポリマーは、必要ならば再沈殿や、溶剤洗浄、膜分離、吸着処理等によってさらに精製できる。 Generally, the amount of the oxidizing agent used is 0.2 to 3 times the molar equivalent of the oxidizable functional group, that is, the tertiary amino group, and further 0.5 to 2 times the molar equivalent. More preferably, molar equivalents are used. The obtained polymer solution can also be used after treating residual peroxide by a known method. Specifically, reducing agent addition treatment, ion exchange treatment, activated carbon treatment, treatment using a metal catalyst, etc. can be mentioned. The obtained polymer solution can be used as it is, but if necessary, the amine oxide group-containing polymer can also be isolated and used by known methods such as reprecipitation and solvent distillation. Further, the isolated amine oxide group-containing polymer can be further purified by reprecipitation, solvent washing, membrane separation, adsorption treatment, etc., if necessary.
本発明におけるビニル系ポリマーとしては、前述の如く、3級アミノ基含有モノマー(a)をオキシド化した後に他のモノマーと重合したもの、及び、3級アミノ基含有モノマー(a)を必須とするモノマーを重合し、ポリマーを得た後にオキシド化したものの他、モノマーとして、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物や2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有不飽和化合物と、ヒドロキシエチル-N,N-ジメチルアミンオキシド等のアミンオキシド基含有化合物との反応生成物を用いて共重合したものも用いることができる。 As mentioned above, the vinyl polymer in the present invention includes a tertiary amino group-containing monomer (a) that is oxidized and then polymerized with other monomers, and a tertiary amino group-containing monomer (a) that is essential. In addition to those obtained by polymerizing monomers and oxidizing them after obtaining a polymer, examples of monomers include epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl (meth)acrylate and isocyanate group-containing unsaturated compounds such as 2-isocyanate ethyl (meth)acrylate. Copolymerization using a reaction product of a compound and an amine oxide group-containing compound such as hydroxyethyl-N,N-dimethylamine oxide can also be used.
<アミンオキシド基含有量>
アミンオキシド基は、タンパク質の周辺環境を適切に制御し、機能の失活を抑える効果を発揮する。ポリマー(A)中のアミンオキシド基含有量は、好ましくは1~10mmol/gであり、より好ましくは2~8mmol/gである。アミンオキシド基の含有量が上記範囲にあることによって、好適な水溶性を発現すると共に、極性が制御され、周囲の環境を適切に制御することができる。
<Amine oxide group content>
Amine oxide groups have the effect of appropriately controlling the surrounding environment of proteins and suppressing functional deactivation. The amine oxide group content in the polymer (A) is preferably 1 to 10 mmol/g, more preferably 2 to 8 mmol/g. When the content of amine oxide groups is within the above range, suitable water solubility is exhibited, polarity is controlled, and the surrounding environment can be appropriately controlled.
ビニル系ポリマー(A)中のアミンオキシド基含有量は、アミンオキシド基を有するモノマーを重合してポリマー(A)を得る場合には、重合に用いたアミンオキシド基を有するモノマーの量から求めることができる。一方、3級アミノ基含有モノマー(a)を必須とするモノマーを重合した後に得られたポリマーをオキシド化する場合には、前述の数式1によって算出できる。 When obtaining the polymer (A) by polymerizing monomers having amine oxide groups, the content of amine oxide groups in the vinyl polymer (A) can be determined from the amount of monomers having amine oxide groups used in the polymerization. I can do it. On the other hand, in the case of oxidizing a polymer obtained after polymerizing a monomer that essentially includes the tertiary amino group-containing monomer (a), it can be calculated using the above-mentioned formula 1.
<質量平均分子量(Mw)>
ビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量は、好ましくは2,000~10,000,000であり、より好ましくは5,000以上であり、さらに好ましくは10,000以上であり、特に好ましくは20,000以上である。より好ましくは、500,000以下であり、特に好ましくは、200,000以下である。分子量が上記範囲であることにより、増粘作用を低下させゲル化等の不具合を防ぐことができる。またピペット操作などの取り扱いが容易になる。
<Mass average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight of the vinyl polymer (A) is preferably 2,000 to 10,000,000, more preferably 5,000 or more, still more preferably 10,000 or more, and particularly preferably 20,000 or more. ,000 or more. More preferably, it is 500,000 or less, particularly preferably 200,000 or less. When the molecular weight is within the above range, the thickening effect can be reduced and problems such as gelation can be prevented. In addition, handling such as pipetting becomes easier.
(質量平均分子量(Mw)の測定方法)
ビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準プルラン換算で計測した値を採用した。測定装置及び測定条件としては下記条件1を用いた。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008を参照した。なお、難溶の高分子化合物については下記条件の下、溶解可能な濃度で測定した。また、ビニル系ポリマー(A)の分子量測定が困難な場合は、アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量をビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量とすることが出来る。アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定
装置及び測定条件としては、下記条件2によることを基本とした。
(Method for measuring mass average molecular weight (Mw))
The mass average molecular weight of the vinyl polymer (A) was determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard pullulan. The following Condition 1 was used as the measuring device and measurement conditions. For other matters, JISK7252-1 to 4:2008 was referred to. Note that poorly soluble polymer compounds were measured at soluble concentrations under the following conditions. Furthermore, if it is difficult to measure the molecular weight of the vinyl polymer (A), the weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer can be set as the weight average molecular weight of the vinyl polymer (A). The mass average molecular weight of the amine oxide precursor polymer was determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the measurement device and measurement conditions were based on Condition 2 below.
(条件1)
カラム:OHpak SB-G、
OHpak SB-806M HQを3本及び、
OHpak SB-802.5 HQを連結したもの。
キャリア:1/15 mol/L pH7.0 リン酸緩衝液
(りん酸緩衝剤粉末1/15 mol/L pH7.0(富士フイルム和光純薬(株)製)をイオン交換水1Lに溶解させたもの)
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.5質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(Condition 1)
Column: OHpak SB-G,
3 OHpak SB-806M HQ and
OHpak SB-802.5 HQ connected.
Carrier: 1/15 mol/L pH 7.0 phosphate buffer (phosphate buffer powder 1/15 mol/L pH 7.0 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 1 L of ion-exchanged water. thing)
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.5% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 及び
TOSOHTSKgelSuperAW2500を連結したもの。
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
キャリア流量:0.6mL/min
(Condition 2)
Column: TOSOHTSKgelSuperAW4000,
A combination of TOSOHTSKgelSuperAW3000 and TOSOHTSKgelSuperAW2500.
Carrier: Mixture of N,N-dimethylformamide (1L), triethylamine (3.04g), LiBr (0.87g) Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 0.6mL/min
<細胞凝集塊の製造方法>
本実施形態に係る細胞凝集塊の製造方法では、前述のビニル系ポリマー(A)を含む細胞培養培地添加剤を細胞培養培地に添加する。ビニル系ポリマー(A)を培地に添加することにより、細胞が培養容器に接着しなくなる。そのため、本実施形態に係る製造方法では、静置培養にて細胞凝集塊を容易に形成することができる。
<Method for producing cell aggregates>
In the method for producing a cell aggregate according to this embodiment, a cell culture medium additive containing the above-mentioned vinyl polymer (A) is added to a cell culture medium. By adding the vinyl polymer (A) to the culture medium, cells no longer adhere to the culture vessel. Therefore, in the manufacturing method according to the present embodiment, cell aggregates can be easily formed by static culture.
本発明においてビニル系ポリマー(A)の添加量は、細胞培養培地に対して0.01質量%以上5質量%以下の範囲で使用することが好ましく、ビニル系ポリマー(A)の添加量が培地に対して0.05質量%より多い場合に細胞凝集塊を特に良好に形成することができる。また、培地への溶解性の観点から、ビニル系ポリマー(A)の添加量は培地に対して1質量%以下であることが好ましい。 In the present invention, the amount of the vinyl polymer (A) added is preferably in the range of 0.01% by mass or more and 5% by mass or less based on the cell culture medium. Cell aggregates can be particularly well formed when the amount is more than 0.05% by mass. Further, from the viewpoint of solubility in the medium, the amount of the vinyl polymer (A) added is preferably 1% by mass or less with respect to the medium.
本実施形態に係る細胞凝集塊の製造方法を適用可能な動物細胞は特に限定されない。このような動物細胞としては、例えば、ヒト、マウス、ラットなどの哺乳類由来細胞が挙げられる。 Animal cells to which the method for producing cell aggregates according to the present embodiment can be applied are not particularly limited. Examples of such animal cells include cells derived from mammals such as humans, mice, and rats.
本実施形態に利用可能な細胞培養培地は特に限定されない。このような培地としては、例えば、市販されている各種培地(αMEM、MEM、DMEM、IMDEM、RPMI1640、DMEM/F12等)や、これらの組み合わせが挙げられる。 The cell culture medium that can be used in this embodiment is not particularly limited. Examples of such a medium include various commercially available media (αMEM, MEM, DMEM, IMDEM, RPMI1640, DMEM/F12, etc.) and combinations thereof.
細胞培養培地には、必要に応じて、各種増殖因子(上皮成長因子やインスリン様成長因子、神経成長因子、肝細胞増殖因子、血管内皮増殖因子、塩基性繊維芽細胞増殖因子、トランスフェリン、ステロイドホルモン、2-メルカプトエタノール等)や各種動物血清(ウシ胎児血清(FBS)やウシ血清等)、血清代替物などが添加される。 The cell culture medium contains various growth factors (epidermal growth factor, insulin-like growth factor, nerve growth factor, hepatocyte growth factor, vascular endothelial growth factor, basic fibroblast growth factor, transferrin, steroid hormones) as needed. , 2-mercaptoethanol, etc.), various animal serums (foetal bovine serum (FBS), bovine serum, etc.), serum substitutes, etc. are added.
本実施形態に適用可能な培養容器としては、一般的な培養容器を採用することができる。このような培養容器としては、例えば、マルチウェルプレート、シャーレ、袋状容器や
培養フラスコが挙げられる。これらの培養容器の材質としては、例えば、ポリスチレンが挙げられる。
As a culture container applicable to this embodiment, a general culture container can be adopted. Examples of such culture vessels include multiwell plates, petri dishes, bag-like containers, and culture flasks. Examples of materials for these culture containers include polystyrene.
本実施形態における培養条件は、通常の動物細胞の培養条件でよく、例えば、5%CO2雰囲気で、温度が37℃である条件とすることができる。 The culture conditions in this embodiment may be normal animal cell culture conditions, such as a 5% CO 2 atmosphere and a temperature of 37°C.
<抗体の製造方法>
本実施形態に係る抗体の製造方法では、前述のビニル系ポリマー(A)を含む抗体産生細胞培養培地添加剤を含む細胞培養培地を用いて抗体産生細胞を培養することを含む。
ビニル系ポリマー(A)の添加量は、細胞培養培地に対して0.01質量%以上5質量%以下の範囲で使用することが好ましく、ビニル系ポリマー(A)の添加量が培地に対して0.05質量%より多い場合に、抗体産生細胞凝集物の発生を特に抑制することができる。また、培地への溶解性の観点から、ビニル系ポリマー(A)の添加量は培地に対して1質量%以下であることが好ましい。
<Method for producing antibodies>
The method for producing an antibody according to this embodiment includes culturing antibody-producing cells using a cell culture medium containing an antibody-producing cell culture medium additive containing the vinyl polymer (A) described above.
The amount of vinyl polymer (A) added is preferably in the range of 0.01% by mass or more and 5% by mass or less based on the cell culture medium, and the amount of vinyl polymer (A) added is When the amount is more than 0.05% by mass, the generation of antibody-producing cell aggregates can be particularly suppressed. Further, from the viewpoint of solubility in the medium, the amount of the vinyl polymer (A) added is preferably 1% by mass or less with respect to the medium.
本発明の培養方法で培養される動物細胞は特に限定されず、細胞については抗体生産に使用可能な細胞であれば特に限定されず、CHO細胞、BHK細胞、HepG2細胞、rodent myeloma細胞(例えば、SP2/O細胞、NSO細胞等のマウス骨髄腫細胞等)、ハ
イブリドーマ、昆虫細胞及びそれらの細胞に外来遺伝子を導入した形質転換細胞が例として挙げられるが、例えばCHO細胞、SP2/O細胞又はNSO細胞等を細胞融合するこ
とによって得られるハイブリドーマ等を抗体産生細胞として採用することができる。
The animal cells cultured in the culture method of the present invention are not particularly limited, and the cells are not particularly limited as long as they can be used for antibody production, such as CHO cells, BHK cells, HepG2 cells, rodent myeloma cells (e.g. Examples include mouse myeloma cells such as SP2/O cells and NSO cells), hybridomas, insect cells, and transformed cells in which foreign genes are introduced into these cells, such as CHO cells, SP2/O cells, or NSO cells. Hybridomas etc. obtained by cell fusion of cells etc. can be employed as antibody producing cells.
本発明の培養方法で産生される抗体は特に限定されず、例えば、マウスモノクローナル抗体、ヒト化モノクローナル抗体又はヒトモノクローナル抗体である。また、免疫グロブリンのクラスは特に限定されないが、例えば、IgG(例えば、IgG1 、IgG2等) である。 Antibodies produced by the culture method of the present invention are not particularly limited, and are, for example, mouse monoclonal antibodies, humanized monoclonal antibodies, or human monoclonal antibodies. Further, the class of immunoglobulin is not particularly limited, but for example, it is IgG (eg, IgG1, IgG2, etc.).
本発明の培養方法又は製造方法において、培養を行う際、通常培養に用いられる容器又は装置を用いることができる。例えば、マルチウェルプレート、シャーレ、培養フラスコ、スピナーフラスコ、ジャーファーメンター、ファーメンター、ローラーボトル、ホローファイバー、マイクロキャリアー等が挙げられる。 In the culture method or production method of the present invention, when culturing, containers or devices commonly used for culture can be used. Examples include multiwell plates, petri dishes, culture flasks, spinner flasks, jar fermenters, fermenters, roller bottles, hollow fibers, microcarriers, and the like.
本実施形態における培養条件は、通常の動物細胞の培養条件でよく、例えば、5%CO2雰囲気で、温度が37℃である条件とすることができる。 The culture conditions in this embodiment may be normal animal cell culture conditions, such as a 5% CO 2 atmosphere and a temperature of 37°C.
培養液から細胞を採取するには、浮遊細胞の場合は、例えば培養液を直接遠心分離機やろ過機にかけて集める。接着細胞の場合は、例えば0.25%トリプシン-0.02%EDTA液を添加して細胞を浮遊させた後遠心分離やろ過により集める。 To collect cells from a culture solution, in the case of floating cells, for example, the culture solution is directly collected using a centrifuge or filter. In the case of adherent cells, for example, a 0.25% trypsin-0.02% EDTA solution is added to suspend the cells, and then the cells are collected by centrifugation or filtration.
細胞培養によって生産される抗体は、その物質が培養液中に蓄積される場合、ろ過又は遠心分離により上澄み液を得、これから採取される。また、細胞内に蓄積される物質の場合には、ろ過又は遠心分離により得た細胞をホモジナイズ、超音波処理、化学薬品処理等を施し、生産物を抽出した上澄み液を得る。 Antibodies produced by cell culture can be harvested from a supernatant obtained by filtration or centrifugation if the substance accumulates in the culture medium. In addition, in the case of substances that accumulate within cells, cells obtained by filtration or centrifugation are subjected to homogenization, ultrasonic treatment, chemical treatment, etc. to obtain a supernatant liquid from which products are extracted.
上記上澄み液から抗体を分離、精製するには、公知の方法を適宜組み合わせて行う。例えば、硫安沈殿、透析、限外ろ過、電気泳動、ゲルろ過、イオン交換クロマトグラフィ、逆相クロマトグラフィ、アフィニティクロマトグラフィ等が適用される。 In order to separate and purify the antibody from the supernatant, known methods can be appropriately combined. For example, ammonium sulfate precipitation, dialysis, ultrafiltration, electrophoresis, gel filtration, ion exchange chromatography, reversed phase chromatography, affinity chromatography, etc. are applied.
<タンパク質安定化剤>
本発明のタンパク質安定化剤は、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2
,000以上であるポリマー(A)を含むことを特徴とする。
本発明のビニル系ポリマー(A)は、アミンオキシド基を有していれば、かつ、質量平均分子量が2,000以上であればよく、従来公知のポリマーを用いることができ、2種以上を併用してもよく、アミンオキシド基を有することで、優れたタンパク質安定化効果を発揮する。
<Protein stabilizer>
The protein stabilizer of the present invention has an amine oxide group and has a mass average molecular weight of 2.
,000 or more.
The vinyl polymer (A) of the present invention only needs to have an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more. Conventionally known polymers can be used, and two or more kinds can be used. It may be used in combination, and by having an amine oxide group, it exhibits an excellent protein stabilizing effect.
本発明において、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマーは、以下のような2つの方法で得ることができる。
即ち、アミンオキシド基を有するモノマーと他のモノマーとを重合して、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマーを得ることができる。
あるいは、アミンオキシド基の前駆官能基とでもいうべき3級アミノ基を有するビニル系ポリマーを得た後、前記3級アミノ基に酸化剤を反応させ、ビニル系ポリマーにアミンオキシド基を導入することができ、副反応を生じ難いという点で後者の方法が好ましい。なお、3級アミノ基に酸化剤を反応させることを、以下「オキシド化」ともいう。
In the present invention, the vinyl polymer having amine oxide groups can be obtained by the following two methods.
That is, a vinyl polymer having an amine oxide group can be obtained by polymerizing a monomer having an amine oxide group and another monomer.
Alternatively, after obtaining a vinyl polymer having a tertiary amino group, which can be called a precursor functional group for an amine oxide group, the tertiary amino group is reacted with an oxidizing agent to introduce an amine oxide group into the vinyl polymer. The latter method is preferable because it allows for the formation of side reactions and is less likely to cause side reactions. Note that reacting a tertiary amino group with an oxidizing agent is also referred to as "oxidation" hereinafter.
ビニル系ポリマーとしては、具体的には、前述の一般式1~3で表される少なくともいずれかの構造を含むものであることが好ましく、中でも一般式1で表される構造を含むものが特に好ましい。アミンオキシド基が下記式であらわされるものであることによって、好適な水溶性を発現すると共に、タンパク質との過度な相互作用を抑え、周囲の環境を適切に制御することができる。
ビニル系ポリマーは、共重合体であることが好ましく、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体のいずれであってもよい。
Specifically, the vinyl polymer preferably contains at least one of the structures represented by the above-mentioned general formulas 1 to 3, and among them, those containing the structure represented by general formula 1 are particularly preferable. When the amine oxide group is represented by the following formula, it is possible to exhibit suitable water solubility, suppress excessive interaction with proteins, and appropriately control the surrounding environment.
The vinyl polymer is preferably a copolymer, and may be any of a block copolymer, random copolymer, and alternating copolymer.
このような構造を有するビニルポリマーは、前述の通り、2つの方法で得ることができる。より好ましくは、3級アミノ基含有モノマー(a)と、その他のモノマーとを重合した後にオキシド化する方法である。その他モノマーは、炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)を含むことが好ましい。 Vinyl polymers having such a structure can be obtained in two ways, as described above. More preferred is a method in which the tertiary amino group-containing monomer (a) and other monomers are polymerized and then oxidized. Other monomers preferably include a monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms.
<3級アミノ基含有モノマー(a)>
オキシド化前の前駆体としての3級アミノ基含有モノマー(a)のうち、一般式1の構造を形成するためものとしては、
例えば、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジエチルアミノプロピオン酸ビニル、N,N-ジメチルアリルアミン、p-ジメチルアミノメチルスチレン、p-ジメチルアミノエチルスチレン、p-ジエチルアミノメチルスチレン、p-ジエチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルビニルアミン、N,N-ジエチルビニルアミン、N,N-ジフェニルビニルアミン、あるいは、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和基含有酸無水物と、N,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物とN,N-ジメチル-1,3-プロパンジアミン等との反応生成物等が挙げられる。
好ましくは、(メタ)アクリレートモノマーであり、より好ましくはN,N-ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート又はN,N-ジアルキルアミノプロピル(メタ)アクリレートである。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」の両者を言い表すものとする。
<Tertiary amino group-containing monomer (a)>
Among the tertiary amino group-containing monomers (a) as precursors before oxidation, those for forming the structure of general formula 1 include:
For example, N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-diethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-dimethylamino Vinyl propionate, N,N-diethylaminovinyl propionate, N,N-dimethylallylamine, p-dimethylaminomethylstyrene, p-dimethylaminoethylstyrene, p-diethylaminomethylstyrene, p-diethylaminoethylstyrene, N,N- Dimethylvinylamine, N,N-diethylvinylamine, N,N-diphenylvinylamine, or an acid anhydride containing an unsaturated group such as maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, and N,N-dimethyl- Examples include reaction products with 1,3-propanediamine and the like, and reaction products between epoxy group-containing unsaturated compounds such as glycidyl (meth)acrylate and N,N-dimethyl-1,3-propanediamine.
Preferably, it is a (meth)acrylate monomer, more preferably N,N-dialkylaminoethyl (meth)acrylate or N,N-dialkylaminopropyl (meth)acrylate.
In the present invention, "(meth)acrylic" refers to both "acrylic" and "methacrylic."
一般式3の構造を形成するためのものとしては、例えば、
2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-メチル-3-ビニルピリジン、2-メチル-4-ビニルピリジン、3-メチル-4-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、3-メチル-5-ビニルピリジン、4-メチル-5-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-4-ビニルピリジン、2-(t-ブチル)-5-ビニルピリジン等が挙げられる。
For forming the structure of general formula 3, for example,
2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-3-vinylpyridine, 2-methyl-4-vinylpyridine, 3-methyl-4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine , 3-methyl-5-vinylpyridine, 4-methyl-5-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-4-vinylpyridine, 2-(t-butyl)-5-vinylpyridine, and the like.
一般式2の構造を形成するためのものとしては、例えば、
1-ビニルイミダゾール、2-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-メチル-1-ビニルイミダゾール、5-メチル-1-ビニルイミダゾール、4-(t-ブチル)-1-ビニルイミダゾール等が挙げられる。
For forming the structure of general formula 2, for example,
Examples include 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, 4-methyl-1-vinylimidazole, 5-methyl-1-vinylimidazole, 4-(t-butyl)-1-vinylimidazole, and the like.
<その他モノマー>
ビニル系ポリマーを得る際に、前記モノマー(a)の他に、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有する、その他モノマーを用いることができる。その他モノマーに基づく構造の導入により、極性やTgが適切に制御され、優れた塗工性、塗工膜の耐久性を有することができるほか、溶媒溶解性等を制御することができる。
その他モノマーとしては、炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)を用いることが、タンパク質安定化効果の観点から好ましい。
<Other monomers>
When obtaining a vinyl polymer, other monomers having one ethylenically unsaturated group in one molecule can be used in addition to the monomer (a). By introducing a structure based on other monomers, polarity and Tg can be appropriately controlled, and not only can it have excellent coating properties and durability of the coated film, but also solvent solubility and the like can be controlled.
As other monomers, it is preferable to use a monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms from the viewpoint of protein stabilizing effect.
[炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)]
炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)は、1分子中に1つのエチレン性不飽和基と炭素数4~18のアルキル基とを有するモノマーが好ましい。ビニル系ポリマー(A)は、炭素数4~18のアルキル基を有することで、極性が制御され、周囲の環境を適切に制御することができる。
[Monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms]
The monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms is preferably a monomer having one ethylenically unsaturated group and an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms in one molecule. Since the vinyl polymer (A) has an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, the polarity can be controlled and the surrounding environment can be appropriately controlled.
モノマー(c)としては、特に限定はされないが、例えば、
ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート;
1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどのα-オレフィン系エチレン性不飽和モノマーなどが挙げられる。
The monomer (c) is not particularly limited, but for example,
Butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, Alkyl (meth)acrylates such as stearyl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate;
Examples include α-olefin ethylenically unsaturated monomers such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
[(a)(c)以外のモノマー(d)]
(a)(c)以外のモノマー(d)は、モノマー(a)や(c)と共重合可能であり、モノマー(a)(c)以外の、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有するモノマーであることが好ましい。
[Monomers (d) other than (a) and (c)]
Monomers (d) other than (a) and (c) can be copolymerized with monomers (a) and (c), and have one ethylenically unsaturated group in one molecule other than monomers (a) and (c). It is preferable that the monomer has the following.
モノマー(d)としては、特に限定はされないが、
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレートなどアルキル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート等のアクリルエステル(メタ)アクリレート;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族エステル(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸1-メチルアリル、(メタ)アクリル
酸2-メチルアリル、(メタ)アクリル酸1-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-ブテニル、(メタ)アクリル酸3-ブテニル、(メタ)アクリル酸1,3-メチル-3-ブテニル、(メタ)アクリル酸2-クロルアリル、(メタ)アクリル酸3-クロルアリル、(メタ)アクリル酸o-アリルフェニル、(メタ)アクリル酸2-(アリルオキシ)エチル、(メタ)アクリル酸アリルラクチル、(メタ)アクリル酸シトロネリル、(メタ)アクリル酸ゲラニル、(メタ)アクリル酸ロジニル、(メタ)アクリル酸シンナミル、ジアリルマレエート、ジアリルイタコン酸、(メタ)アクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、オレイン酸ビニル,リノレン酸ビニル、(メタ)アクリル酸2-(2’-ビニロキシエトキシ)エチルなどのエチレン性不飽和基含有(メタ)アクリル酸エステル類;
パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロノニルエチル(メタ)アクリレート、2-パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロプロピルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルアミル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルウンデシル(メタ)アクリレートなどの炭素数1~20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和モノマーなどの(メタ)アクリレート系モノマー;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチルフタル酸、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、アリルアルコールなどの水酸基を有するモノマー;
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、又は、これらのアルキル若しくはアルケニルモノエステル、フタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β-(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸などのカルボン酸基、若しくはその無水物を有するモノマー;
ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマー;
(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェートなどのリン酸基を有するモノマー;
(メタ)アクリルアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどの1~3級アミド基を有するモノマー;
(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、トリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、及びトリメチル-3-(1-(メタ)アクリルアミド-1,1-ジメチルエチル)アンモニウムクロライドなどの4級アミノ基を有するモノマー;
ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、プロポキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、n-ペンタキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレートなどのポリエーテル鎖を有するモノマー;
ラクトン変性(メタ)アクリレートなどのポリエステル鎖を有するエチレン性不飽和化合物などの側鎖に高分子構造を有する(メタ)アクリレート系モノマー;スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、クロロスチレン、アリルベンゼン、エチニルベンゼン等の芳香族ビニルモノマー;(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基含有エチレン性不飽和モノマー;酢酸ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどの脂肪酸ビニル系化合物;ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル系エチレン性不飽和モノマー; 酢酸アリル、シアン化アリルなどのアリルモノマー;シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトンなどのビニルモノマー;アセチレン、エチニルトルエンなどのエチニルモノマーパーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレンなどのパーフルオロアルキル、アルキレン類などのパーフルオロアルキル基含有エチレン性不飽和化合物等の、(メタ)アクリレートではないエチレン性不飽和結合を有するモノマーなどが挙げられる。
The monomer (d) is not particularly limited, but
Methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, etc. Alkyl (meth)acrylate, isobonyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethyl (meth)acrylate, propoxyethyl (meth)acrylate , acrylic ester (meth)acrylates such as butoxyethyl (meth)acrylate, ethoxypropyl (meth)acrylate;
Aromatic ester (meth)acrylates such as phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate;
Allyl (meth)acrylate, 1-methylallyl (meth)acrylate, 2-methylallyl (meth)acrylate, 1-butenyl (meth)acrylate, 2-butenyl (meth)acrylate, 3-(meth)acrylate Butenyl, 1,3-methyl-3-butenyl (meth)acrylate, 2-chlorallyl (meth)acrylate, 3-chlorallyl (meth)acrylate, o-allylphenyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid 2-(allyloxy)ethyl, allyllactyl (meth)acrylate, citronellyl (meth)acrylate, geranyl (meth)acrylate, rhodinyl (meth)acrylate, cinnamyl (meth)acrylate, diallyl maleate, diallylitaconic acid, Ethylenically unsaturated group-containing (meth)acrylic acid esters such as vinyl (meth)acrylate, vinyl crotonate, vinyl oleate, vinyl linolenate, and 2-(2'-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate. ;
Perfluoromethylmethyl (meth)acrylate, perfluoroethylmethyl (meth)acrylate, 2-perfluorobutylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorooctylethyl (meth)acrylate , 2-perfluoroisononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorononylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth)acrylate, perfluoropropylpropyl (meth)acrylate, perfluorooctylpropyl (meth)acrylate ) acrylate, perfluorooctyl amyl (meth)acrylate, perfluorooctyl undecyl (meth)acrylate, etc. (meth) such as perfluoroalkyl group-containing ethylenically unsaturated monomers having a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Acrylate monomer;
2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalate, glycerol mono(meth)acrylate , 4-hydroxyvinylbenzene, 1-ethynyl-1-cyclohexanol, allyl alcohol, and other hydroxyl group-containing monomers;
Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, or alkyl or alkenyl monoesters thereof, β-(meth)acryloxyethyl phthalate monoester, β-(meth)acryloxyethyl isophthalate monoester, terephthalic acid A monomer having a carboxylic acid group, such as β-(meth)acryloxyethyl monoester, β-(meth)acryloxyethyl succinate monoester, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, or its anhydride;
Monomers having sulfonic acid groups such as vinyl sulfonic acid and styrene sulfonic acid;
A monomer having a phosphate group such as (2-hydroxyethyl) methacrylate acid phosphate;
(meth)acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methoxymethyl-(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl-(meth)acrylamide, N-propoxymethyl-(meth)acrylamide, N-butoxymethyl-(meth)acrylamide, ) acrylamide, N-pentoxymethyl-(meth)acrylamide, N,N-di(methoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N-methoxymethylmethacrylamide, N,N-di(ethoxymethyl)acrylamide, N- Ethoxymethyl-N-propoxymethyl methacrylamide, N,N-di(propoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(propoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(butoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl -N-(methoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(pentoxymethyl)acrylamide, N-methoxymethyl-N-(pentoxymethyl)methacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide , monomers having primary to tertiary amide groups such as diacetone (meth)acrylamide;
(meth)acrylic acid dimethylaminoethyl methyl chloride salt, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylpropyl) ammonium chloride, trimethyl-3-(1-(meth)acrylamidopropyl) ammonium chloride, and a monomer having a quaternary amino group such as trimethyl-3-(1-(meth)acrylamido-1,1-dimethylethyl)ammonium chloride;
Polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, propoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, n-pentoxypolyethylene glycol (meth)acrylate Acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth)acrylate, polypropylene glycol (meth)acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, propoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, n-butoxypolypropylene glycol (meth)acrylate , n-pentoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, polytetramethylene glycol (meth)acrylate, methoxypolytetramethylene glycol (meth)acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth)acrylate, hexaethylene Monomers having polyether chains such as glycol (meth)acrylate and methoxyhexaethylene glycol (meth)acrylate;
(Meth)acrylate monomers with a polymer structure in the side chain, such as ethylenically unsaturated compounds with polyester chains such as lactone-modified (meth)acrylate; styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, chlorostyrene, allyl Aromatic vinyl monomers such as benzene and ethynylbenzene; ethylenically unsaturated monomers containing nitrile groups such as (meth)acrylonitrile; vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl propionate, vinyl hexanoate, vinyl caprylate, vinyl laurate, palmitic acid Fatty acid vinyl compounds such as vinyl and vinyl stearate; vinyl ether type ethylenically unsaturated monomers such as butyl vinyl ether and ethyl vinyl ether; allyl monomers such as allyl acetate and allyl cyanide; vinyl cyanide, vinyl cyclohexane, vinyl methyl ketone, etc. Vinyl monomers; ethynyl monomers such as acetylene and ethynyltoluene; perfluoroalkyls such as perfluorobutylethylene, perfluorohexylethylene, perfluorooctylethylene, and perfluorodecylethylene; perfluoroalkyl group-containing ethylenically unsaturated compounds such as alkylenes; Examples include monomers having ethylenically unsaturated bonds that are not (meth)acrylates, such as.
<ビニル系ポリマー(A)の共重合組成>
ポリマー(a)の共重合組成について説明する。
3級アミノ基含有モノマー(a)は、全モノマーの合計量中、20~99.9質量%含むことが好ましく、より好ましくは65~85質量%である。上記範囲とすることで、特に優れたタンパク質安定化効果を発揮する。 炭素数4~18のアルキル基を有するモノマー(c)は、全モノマーの合計量中、0.1~80質量%含むことが好ましく、より好ましくは12~40質量%である。
その他モノマー(d)は、全モノマーの合計量中、0~79.9質量%含むことが好ましく、より好ましくは0~50質量%であり、特に好ましくは0~25質量%である。
<Copolymer composition of vinyl polymer (A)>
The copolymer composition of polymer (a) will be explained.
The tertiary amino group-containing monomer (a) is preferably contained in an amount of 20 to 99.9% by mass, more preferably 65 to 85% by mass, based on the total amount of all monomers. Within the above range, a particularly excellent protein stabilizing effect is exhibited. The monomer (c) having an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms is preferably contained in an amount of 0.1 to 80% by mass, more preferably 12 to 40% by mass, based on the total amount of all monomers.
The other monomer (d) is preferably contained in an amount of 0 to 79.9% by mass, more preferably 0 to 50% by mass, particularly preferably 0 to 25% by mass, based on the total amount of all monomers.
<オキシド化>
モノマー(a)に由来する三級アミン基は、各種酸化剤を使用することでアミンオキシド基化することができる。これによりビニル系ポリマー(A)にアミンオキシド基を導入することができる。オキシド化は、ビニル系ポリマー(A)の重合前、重合後のいずれであってもよく、重合前のオキシド化は、3級アミノ基含有モノマー(a)を含む溶液に、重合後のオキシド化は、3級アミノ基含有モノマー(a)を必須とするモノマーを重合したビニル系ポリマーを含む溶液に、オキシド化剤を加えて20℃~100℃の範囲で0.1~100時間、好ましくは1~50時間反応させることによって、3級アミノ基をオキシド化することができる。
<Oxidation>
The tertiary amine group derived from monomer (a) can be converted into an amine oxide group by using various oxidizing agents. Thereby, an amine oxide group can be introduced into the vinyl polymer (A). The oxidation may be performed either before or after the polymerization of the vinyl polymer (A), and the oxidation before the polymerization is performed by adding the tertiary amino group-containing monomer (a) to the solution containing the tertiary amino group-containing monomer (a). In this method, an oxidizing agent is added to a solution containing a vinyl polymer obtained by polymerizing a monomer containing a tertiary amino group-containing monomer (a), and the mixture is heated at a temperature of 20° C. to 100° C. for 0.1 to 100 hours, preferably. The tertiary amino group can be oxidized by reacting for 1 to 50 hours.
オキシド化剤としては、過酸化物又はオゾン等の酸化剤が用いられる。過酸化物として
は、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過酢酸、メタクロロ過安息香酸、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等が挙げられ、過酸化水素が好ましく、通常は水溶液の形で用いられる。程度の違いはあるとはいうものの、過酸化物にはラジカル発生剤としての機能もあるので、3級アミノ基含有不飽和モノマー(A)を必須の原料とするビニル系ポリマーの場合には、重合後にオキシド化することが好ましい。
As the oxidizing agent, an oxidizing agent such as peroxide or ozone is used. Examples of peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, peracetic acid, metachloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, and t-butyl hydroperoxide. Hydrogen peroxide is preferred, and is usually used in an aqueous solution. used in the form Although there are differences in degree, peroxide also functions as a radical generator, so in the case of vinyl polymers that use the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (A) as an essential raw material, Oxidation is preferably performed after polymerization.
一般的にはオキシド化剤の使用量は、オキシド化可能な官能基、即ち、3級アミノ基に対して、0.2~3倍モル当量の割合で使用し、更に0.5~2倍モル当量使用するのがより好ましい。得られたポリマー溶液は、残存した過酸化物を公知の方法で処理した後、使用することもできる。具体的には還元剤添加処理、イオン交換処理、活性炭処理、金属触媒による処理等があげられる。得られたポリマー溶液はそのまま使用することもできるが、必要に応じて再沈殿、溶媒留去等の公知の方法でアミンオキシド基含有ポリマーを単離して使用することも出来る。また、単離したアミンオキシド基含有ポリマーは、必要ならば再沈殿や、溶剤洗浄、膜分離、吸着処理等によってさらに精製できる。 Generally, the amount of the oxidizing agent used is 0.2 to 3 times the molar equivalent of the oxidizable functional group, that is, the tertiary amino group, and further 0.5 to 2 times the molar equivalent. More preferably, molar equivalents are used. The obtained polymer solution can also be used after treating residual peroxide by a known method. Specifically, reducing agent addition treatment, ion exchange treatment, activated carbon treatment, treatment using a metal catalyst, etc. can be mentioned. The obtained polymer solution can be used as it is, but if necessary, the amine oxide group-containing polymer can also be isolated and used by known methods such as reprecipitation and solvent distillation. Further, the isolated amine oxide group-containing polymer can be further purified by reprecipitation, solvent washing, membrane separation, adsorption treatment, etc., if necessary.
本発明におけるビニル系ポリマーとしては、前述の如く、3級アミノ基含有不飽和モノマー(a)をオキシド化した後に他のモノマーと重合したもの、及び、3級アミノ基含有不飽和モノマー(a)を必須とするモノマーを重合し、ポリマーを得た後にオキシド化したものの他、モノマーとして、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有不飽和化合物や2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等のイソシアネート基含有不飽和化合物と、ヒドロキシエチル-N,N-ジメチルアミンオキシド等のアミンオキシド基含有化合物との反応生成物を用いて共重合したものも用いることができる。 As mentioned above, the vinyl polymer in the present invention includes those obtained by oxidizing the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (a) and then polymerizing it with other monomers, and the tertiary amino group-containing unsaturated monomer (a) In addition to oxidized monomers obtained by polymerizing monomers that require Copolymerization using a reaction product of a group-containing unsaturated compound and an amine oxide group-containing compound such as hydroxyethyl-N,N-dimethylamine oxide can also be used.
<アミンオキシド基含有量>
アミンオキシド基は、タンパク質の周辺環境を適切に制御し、機能の失活を抑える効果を発揮する。ポリマー(A)中のアミンオキシド基含有量は、好ましくは1~10mmol/gであり、より好ましくは2~8mmol/gである。アミンオキシド基の含有量が上記範囲にあることによって、好適な水溶性を発現すると共に、タンパク質との過度な相互作用を抑え、周囲の環境を適切に制御することができる。
<Amine oxide group content>
Amine oxide groups have the effect of appropriately controlling the surrounding environment of proteins and suppressing functional deactivation. The amine oxide group content in the polymer (A) is preferably 1 to 10 mmol/g, more preferably 2 to 8 mmol/g. By having the content of amine oxide groups within the above range, it is possible to exhibit suitable water solubility, suppress excessive interaction with proteins, and appropriately control the surrounding environment.
ビニル系ポリマー(A)中のアミンオキシド基含有量は、アミンオキシド基を有するモノマーを重合してポリマー(A)を得る場合には、重合に用いたアミンオキシド基を有するモノマーの量から求めることができる。一方、3級アミノ基含有モノマー(a)を必須とするモノマーを重合した後に得られたポリマーをオキシド化する場合には、前述の数式1によって算出できる。 When obtaining the polymer (A) by polymerizing monomers having amine oxide groups, the content of amine oxide groups in the vinyl polymer (A) can be determined from the amount of monomers having amine oxide groups used in the polymerization. I can do it. On the other hand, in the case of oxidizing a polymer obtained after polymerizing a monomer that essentially includes the tertiary amino group-containing monomer (a), it can be calculated using the above-mentioned formula 1.
<質量平均分子量(Mw)>
ビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量は、好ましくは2,000~10,000,000であり、より好ましくは5,000以上であり、さらに好ましくは10,000以上であり、特に好ましくは20,000以上である。より好ましくは、500,000以下であり、特に好ましくは、200,000以下である。分子量が上記範囲であることにより、増粘作用を低下させゲル化等の不具合を防ぐことができる。またピペット操作などの取り扱いが容易になる。
<Mass average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight of the vinyl polymer (A) is preferably 2,000 to 10,000,000, more preferably 5,000 or more, still more preferably 10,000 or more, and particularly preferably 20,000 or more. ,000 or more. More preferably, it is 500,000 or less, particularly preferably 200,000 or less. When the molecular weight is within the above range, the thickening effect can be reduced and problems such as gelation can be prevented. Furthermore, handling such as pipetting becomes easier.
ビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準プルラン換算で計測した値を採用した。測定装置及び測定条件としては下記条件1を用いた。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008を参照した。なお、難溶の高分子化合物については下記条件の下、溶解可能な濃度で測定した。また、ビニル系ポリマー(A)の分子量測定が困難な場合は、アミンオキシ
ド前駆体ポリマーの質量平均分子量をビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量とした。アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定装置及び測定条件としては、下記条件2によることを基本とした。
The mass average molecular weight of the vinyl polymer (A) was determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard pullulan. The following Condition 1 was used as the measuring device and measurement conditions. For other matters, JISK7252-1 to 4:2008 was referred to. Note that poorly soluble polymer compounds were measured at soluble concentrations under the following conditions. In addition, when it was difficult to measure the molecular weight of the vinyl polymer (A), the weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer was taken as the weight average molecular weight of the vinyl polymer (A). The mass average molecular weight of the amine oxide precursor polymer was determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene, and the measurement device and measurement conditions were based on Condition 2 below.
(条件1)
カラム:OHpak SB-G、
OHpak SB-806M HQを3本及び、
OHpak SB-802.5 HQを連結したもの。
キャリア:1/15 mol/L pH7.0 リン酸緩衝液
(りん酸緩衝剤粉末1/15 mol/L pH7.0(富士フイルム和光純薬(株)製)をイオン交換水1Lに溶解させたもの)
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.5質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(Condition 1)
Column: OHpak SB-G,
3 OHpak SB-806M HQ and
OHpak SB-802.5 HQ connected.
Carrier: 1/15 mol/L pH 7.0 phosphate buffer (phosphate buffer powder 1/15 mol/L pH 7.0 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 1 L of ion-exchanged water. thing)
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.5% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 及び
TOSOHTSKgelSuperAW2500を連結したもの。
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
キャリア流量:0.6mL/min
(Condition 2)
Column: TOSOHTSKgelSuperAW4000,
A combination of TOSOHTSKgelSuperAW3000 and TOSOHTSKgelSuperAW2500.
Carrier: Mixture of N,N-dimethylformamide (1L), triethylamine (3.04g), LiBr (0.87g) Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 0.6mL/min
<タンパク質の安定化方法>
本発明のタンパク質安定化剤と、タンパク質を共存させることにより、タンパク質を安定に保管することができる。安定化剤とタンパク質は、共通の溶媒に溶解又は分散させることで共存させることができる。
<Protein stabilization method>
By allowing the protein stabilizer of the present invention to coexist with the protein, the protein can be stored stably. The stabilizer and protein can coexist by dissolving or dispersing them in a common solvent.
安定化剤とタンパク質を共存させる溶媒は水系の溶媒が好ましい。例えば、水やリン酸緩衝生理食塩水やトリス緩衝生理食塩水があげられる。水はメタノールやエタノール、プロピルアルコール、テトラヒドロフランなど水と混合できる有機溶剤を一部含んでもよい。 The solvent in which the stabilizer and protein are allowed to coexist is preferably an aqueous solvent. Examples include water, phosphate buffered saline, and Tris buffered saline. The water may partially contain an organic solvent that is miscible with water, such as methanol, ethanol, propyl alcohol, or tetrahydrofuran.
タンパク質に対して本発明の安定化剤は質量で好ましくは100倍、更に好ましくは10000倍加えて使用する。安定化剤の添加量が不十分な場合、安定化効果が発現できない可能性がある。同じ理由から、安定化剤は溶液の全量に対して好ましくは0.01%以上、更に好ましくは0.1%以上加えて使用する。 The stabilizer of the present invention is used in an amount of preferably 100 times, more preferably 10,000 times the weight of the protein. If the amount of stabilizer added is insufficient, the stabilizing effect may not be achieved. For the same reason, the stabilizer is preferably added in an amount of 0.01% or more, more preferably 0.1% or more, based on the total amount of the solution.
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。尚、実施例及び比較例における「部」及び「%」は「質量部」及び「質量%」を表し、molとは物質量を表し、mol%は全単量体中の物質量の割合を表す。 EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the following Examples do not limit the scope of the present invention in any way. In addition, "part" and "%" in Examples and Comparative Examples represent "part by mass" and "% by mass", mol represents the amount of substance, and mol% represents the proportion of the amount of substance in the total monomer. represent.
<質量平均分子量(Mw)の測定方法>
ビニル系ポリマー(A)の質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用した。測定装置及び測定条
件としては、下記条件1によることを基本とし、試料の溶解性等により条件2とした。ただし、重合体種によっては、さらに適宜適切なキャリア(溶離液)及びそれに適合したカラムを選定した。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008に基づいた。なお、難溶の高分子化合物については下記条件の下、溶解可能な濃度で測定した。
また、ポリマーの分子量測定が困難な場合は、アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量をポリマーの質量平均分子量とした。アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定装置及び測定条件としては、下記条件3によった。
(条件1)
カラム:TOSOHTSKgelSuperHZM-H、
TOSOHTSKgelSuperHZ4000 及び
TOSOHTSKgelSuperHZ2000を連結したもの。
キャリア:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAWM-Hを2本連結したもの。
キャリア:10mMLiBr/N-メチルピロリドン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件3)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 及び
TOSOHTSKgelSuperAW2500を連結したもの。
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
キャリア流量:0.6mL/min
<Method for measuring mass average molecular weight (Mw)>
The mass average molecular weight of the vinyl polymer (A) was determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene. The measuring device and measurement conditions were basically based on Condition 1 below, and Condition 2 was used depending on the solubility of the sample. However, depending on the polymer species, a more appropriate carrier (eluent) and column suitable for it were selected as appropriate. Other matters were based on JISK7252-1~4:2008. Note that poorly soluble polymer compounds were measured at soluble concentrations under the following conditions.
In addition, when it was difficult to measure the molecular weight of the polymer, the weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer was taken as the weight average molecular weight of the polymer. For the mass average molecular weight of the amine oxide precursor polymer, a value measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) was used, and the measurement device and measurement conditions were in accordance with Condition 3 below.
(Condition 1)
Column: TOSOHTSKgelSuperHZM-H,
A combination of TOSOHTSKgelSuperHZ4000 and TOSOHTSKgelSuperHZ2000.
Carrier: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40℃
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(Condition 2)
Column: Two TOSOHTSKgelSuperAWM-H columns connected.
Carrier: 10mM LiBr/N-methylpyrrolidone Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(Condition 3)
Column: TOSOHTSKgelSuperAW4000,
A combination of TOSOHTSKgelSuperAW3000 and TOSOHTSKgelSuperAW2500.
Carrier: Mixture of N,N-dimethylformamide (1L), triethylamine (3.04g), LiBr (0.87g) Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 0.6mL/min
<<生化学分析用ブロッキング剤の実施例>>
<ブロッキング剤の製造1>
[製造例1]
(ビニル系ポリマー(A)の調製)
温度計、撹拌機、窒素導入管、還流冷却器、滴下管を備えた反応容器に、窒素気流下、有機溶媒として酢酸エチル150質量部を仕込み、撹拌下80℃で30分加熱した。滴下管にモノマーとしてN,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを80質量部、ブチルアクリレートを20質量部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを0.5質量部、溶媒として酢酸エチルを10質量部仕込み、2時間かけて滴下した。滴下終了後6時間熟成した。その後、室温に冷却し反応を停止した。
次に、エタノール150部とオキシド化剤として35%過酸化水素水を50部(用いたN,N-ジメチルアミノプロピルメタクリレートと等モル量)加え、70℃で16時間反応させることでアミノ基のオキシド化を行った。その後、ダイヤフラムポンプで溶剤を除去し、ビニル系ポリマー(A)を得た。
得られたポリマーのアミンオキシド基含有量は、加えたN,N-ジメチルアミノプロピ
ルメタクリレート量と上述の式から4.73mmol/gであった。なお、25℃のイオン交換水中99g中に、得られたビニル系ポリマー(A)を1g入れて撹拌し溶解後、25℃で24時間放置した。その結果これらの樹脂は分離、析出ともに見られず、完全に溶解可能であり、水溶性であることが示された。
<<Example of blocking agent for biochemical analysis>>
<Production of blocking agent 1>
[Manufacture example 1]
(Preparation of vinyl polymer (A))
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, a reflux condenser, and a dropping tube, 150 parts by mass of ethyl acetate was charged as an organic solvent under a nitrogen stream, and the mixture was heated at 80° C. for 30 minutes with stirring. In the dropping tube, 80 parts by mass of N,N-dimethylaminopropylacrylamide as a monomer, 20 parts by mass of butyl acrylate, 0.5 parts by mass of azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, and 10 parts by mass of ethyl acetate as a solvent. It was prepared and dripped over 2 hours. After completion of the dropping, the mixture was aged for 6 hours. Thereafter, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
Next, 150 parts of ethanol and 50 parts of 35% hydrogen peroxide as an oxidizing agent (equimolar amount to the N,N-dimethylaminopropyl methacrylate used) were added, and the amino groups were reacted at 70°C for 16 hours. Oxidation was performed. Thereafter, the solvent was removed using a diaphragm pump to obtain a vinyl polymer (A).
The amine oxide group content of the obtained polymer was 4.73 mmol/g based on the amount of N,N-dimethylaminopropyl methacrylate added and the above formula. In addition, 1 g of the obtained vinyl polymer (A) was put into 99 g of ion-exchanged water at 25° C., stirred and dissolved, and then left at 25° C. for 24 hours. As a result, these resins showed no separation or precipitation, indicating that they were completely soluble and water-soluble.
(ブロッキング剤の製造)
上記で得られたビニル系ポリマー(A)を、リン酸緩衝生理食塩水(以下PBS溶液)に溶かし、濃度:5質量%の製造例1のブロッキング剤を得た。
(Production of blocking agent)
The vinyl polymer (A) obtained above was dissolved in phosphate buffered saline (hereinafter referred to as PBS solution) to obtain a blocking agent of Production Example 1 having a concentration of 5% by mass.
[製造例2~15]
表1に示す配合組成で、製造例1と同様の方法でビニル系ポリマー(A)を合成し、PBS溶液に溶解し、製造例2~15のブロッキング剤を得た。なお、製造例15におけるビニル系ポリマー(A)は、製造例1と同様の方法でモノマーを重合し、オキシド化剤を反応させずに溶剤を除去したものである。
[Production Examples 2 to 15]
Vinyl polymer (A) was synthesized using the formulation shown in Table 1 in the same manner as in Production Example 1, and dissolved in a PBS solution to obtain blocking agents of Production Examples 2 to 15. The vinyl polymer (A) in Production Example 15 was obtained by polymerizing monomers in the same manner as in Production Example 1, and removing the solvent without reacting the oxidizing agent.
表1中の記号は以下の通り。
DMAPAA: N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
DEAEMA: N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート
VP:ビニルピリジン
VI:ビニルイミダゾール
BA:ブチルメタクリレート
2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート
ISTA:イソステアリルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
St:スチレン
AA:アクリル酸
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
The symbols in Table 1 are as follows.
DMAPAA: N,N-dimethylaminopropylacrylamide DEAEMA: N,N-diethylaminoethyl methacrylate VP: Vinylpyridine VI: Vinylimidazole BA: Butyl methacrylate 2EHA: 2-ethylhexyl acrylate ISTA: Isostearyl acrylate MMA: Methyl methacrylate St: Styrene AA : Acrylic acid HEA: Hydroxyethyl acrylate
<ブロッキング剤による処理及び性能評価>
[アクチンの付着]
ヒト血小板由来アクチン(Cytoskeleton社製)を1質量%となるようにPBS溶液で希釈し、評価用アクチン溶液を調整した。ニトロセルロース膜(メンブレン L-08002-010_アズワン製)2枚、各1カ所に、前記評価用アクチン溶液を、マイクロピペッターを用いてそれぞれ2μLずつ滴下し、静置し乾燥させた。
<Processing with blocking agent and performance evaluation>
[Actin attachment]
Human platelet-derived actin (manufactured by Cytoskeleton) was diluted with a PBS solution to 1% by mass to prepare an actin solution for evaluation. Two nitrocellulose membranes (Membrane L-08002-010 manufactured by As One) were each dropped with 2 μL of the actin solution for evaluation into one location using a micropipettor, and left to stand to dry.
[ブロッキング剤による処理]
次いで、上記で調整したブロッキング剤に、アクチンを付着したニトロセルロース膜を入れ、室温で1時間振とうし、ブロッキング処理を行った。その後、ブロッキング剤からニトロセルロース膜を取り出し、取り出したニトロセルロース膜をPBS溶液に入れ、室温で15分間振とうした。PBS溶液を新しくし、同様の洗浄作業をもう1回繰り返し、余分なブロッキング剤を取り除いた。
[Processing with blocking agent]
Next, the nitrocellulose membrane to which actin was attached was placed in the blocking agent prepared above, and the membrane was shaken at room temperature for 1 hour to perform a blocking treatment. Thereafter, the nitrocellulose membrane was taken out from the blocking agent, placed in a PBS solution, and shaken for 15 minutes at room temperature. The PBS solution was renewed and the same washing procedure was repeated once more to remove excess blocking agent.
[アクチンに対する2種類の抗体の付着]
抗β-アクチン,モノクローナル抗体,ペルオキシダーゼ結合(和光純薬工業社製)を、
PBS溶液に溶解し、濃度0.01質量%のアクチン抗体希釈液を得た。また同様に、抗GAPDH,モノクローナル抗体, ペルオキシダーゼ結合(和光純薬工業社製)を、PB
S溶液に溶解し、濃度0.01質量%のGAPDH抗体希釈液を得た。余分なブロッキング剤を除去した前述のニトロセルロース膜を、それぞれの抗体希釈液に入れ、室温で1時間振とうした。次いで、抗体希釈液からニトロセルロース膜を取り出し、取り出したニトロセルロース膜をPBS溶液に入れ、室温で一時間振とうし、余分な抗体を取り除いた。なお、GAPDHとはグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼの略である。
[Attachment of two types of antibodies to actin]
Anti-β-actin, monoclonal antibody, peroxidase conjugate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
It was dissolved in a PBS solution to obtain a diluted actin antibody solution with a concentration of 0.01% by mass. Similarly, anti-GAPDH, monoclonal antibody, peroxidase conjugate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was
A diluted GAPDH antibody solution having a concentration of 0.01% by mass was obtained by dissolving in S solution. The aforementioned nitrocellulose membrane from which excess blocking agent had been removed was placed in each antibody dilution solution and shaken at room temperature for 1 hour. Next, the nitrocellulose membrane was taken out from the antibody dilution solution, placed in a PBS solution, and shaken at room temperature for one hour to remove excess antibody. Note that GAPDH is an abbreviation for glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase.
[染色と評価]
DAB錠(3,3’-ジアミノベンジジン四塩酸塩、和光純薬工業製)10mgを0.05mol/L トリス-塩酸バッファー50mLに溶解し、さらに30%過酸化水素水を10μL加えて染色液を調整した。余分な抗体を取り除いた前述の2枚のニトロセルロース膜をそれぞれ染色液で覆い、表面の余分な染色液はタオルで除去した。以下の基準に従い、2種類の抗体希釈液を用いた場合におけるアクチン付着部位の染色状態を評価し、評価結果を表2に示す。
[Staining and evaluation]
Dissolve 10 mg of DAB tablets (3,3'-diaminobenzidine tetrahydrochloride, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 50 mL of 0.05 mol/L Tris-HCl buffer, and add 10 μL of 30% hydrogen peroxide to make a staining solution. It was adjusted. The two nitrocellulose membranes from which excess antibodies had been removed were each covered with a staining solution, and the excess staining solution on the surface was removed with a towel. According to the following criteria, the staining state of the actin attachment site when two types of antibody dilutions were used was evaluated, and the evaluation results are shown in Table 2.
「アクチン抗体希釈液を用いた場合」
○:明確な染色あり
△:ほとんど染色なし
×:染色なし
「GAPDH抗体希釈液を用いた場合」
○:染色なし
△:染色あり
×:明確な染色あり
「総合評価」
○:アクチン抗体希釈液を用いた場合のみが染色され、GAPDH抗体希釈液を用いた場合に染色が無い。
△:アクチン抗体希釈液を用いた場合染色が薄く、GAPDH抗体希釈液を用いた場合
とのコントラストが小さい、若しくは、アクチン抗体希釈液を用いた場合染色されるが、GAPDH抗体希釈液を用いた場合にも明確な染色が見られる。
×:アクチン抗体希釈液を用いた場合とGAPDH抗体希釈液を用いた場合との染色程度は変わらない(ブロッキング性能無し)
"When using actin antibody dilution"
○: Clear staining △: Almost no staining ×: No staining "When using GAPDH antibody diluted solution"
○: No staining △: Staining ×: Clear staining "Comprehensive evaluation"
○: Staining occurs only when the actin antibody diluted solution is used, and there is no staining when the GAPDH antibody diluted solution is used.
△: Staining is weak when actin antibody dilution is used, and the contrast is small when using GAPDH antibody dilution, or staining occurs when actin antibody dilution is used, but GAPDH antibody dilution is used. Clear staining can also be seen in some cases.
×: The degree of staining is the same when using the actin antibody dilution solution and when using the GAPDH antibody dilution solution (no blocking performance)
表2に示すように、本発明の生化学分析用ブロッキング剤を用いることで、アクチンとアクチン抗体との生化学分析を行うことができた。これは本発明の生化学分析用ブロッキング剤に含まれる重合体(A)がたんぱく質と適切に吸着することで、抗原抗体反応を阻害せず、非特異的な吸着反応を抑えることができたためであると考えられる。 As shown in Table 2, by using the blocking agent for biochemical analysis of the present invention, biochemical analysis of actin and actin antibodies could be performed. This is because the polymer (A) contained in the blocking agent for biochemical analysis of the present invention properly adsorbs to proteins, thereby not inhibiting antigen-antibody reactions and suppressing non-specific adsorption reactions. It is believed that there is.
それに対して、アミンオキシド基を1.0~10.0mmol/g有さない重合体を使用した比較例1~3は、GAPDH抗体希釈液を用いた場合でも染色が見られ、アクチン抗体希釈液を用いた場合と明確な差は見られなかった。よって分析として十分な感度を得ることができなかった。これは、ブロッキング剤が抗原、抗体の両者に強力に非特異的吸
着を起こしてしまい、ブロッキング性能を発現しなかったためであると考えられる。ただし、比較例1は参考例である。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, which used polymers that did not have 1.0 to 10.0 mmol/g of amine oxide groups, staining was observed even when a diluted GAPDH antibody was used, and the diluted actin antibody No clear difference was seen when using . Therefore, it was not possible to obtain sufficient sensitivity for analysis. This is considered to be because the blocking agent caused strong non-specific adsorption to both the antigen and the antibody, and did not exhibit blocking performance. However, Comparative Example 1 is a reference example.
<ブロッキング剤の製造2>
<アミンオキシド基含有ビニル系共重合体の製造>
[実施例2-1]
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、ブタノールを25.8部、3級アミノ基含有ビニル系モノマー(a2)としてジメチルアミノエチルメタクリレートを80部(78.3mol%)、炭素数1~18のアルキル基含有ビニル系モノマー(a3)としてブチルメタクリレートを20.0部(21.7mol%)仕込んだ。さらにここに、チオール基含有化合物(x)としてトリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)を全ビニル系モノマーの合計量に対して3%になるように、3.0部加え、十分に窒素置換したのち、内温を90℃に昇温した。別途ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピネート)を0.1部とブタノール42.8部を混合したものを準備し、これを13分割して添加した。なお、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピネ
ート)のブタノール溶液は、反応容器が90℃で安定化した時点で1回目の添加を行い、
以後30分おきに反応容器に添加した。合計反応時間が8時間となったところで固形分測定を行い、転化率が98%超えたことを確認し、室温に冷却し反応を停止した。
次に、オキシド化剤として35%過酸化水素水を49.7部(用いたジメチルアミノエチルメタクリレートと等モル量)加え、80℃で50時間反応させることで3級アミノ基のオキシド化を行った。その後、ダイヤフラムポンプでブタノールを除去し、アミンオキシド基含有ビニル系重合体(A-1)を得た。
得られたアミンオキシド基含有ビニル系重合体(A-1)のアミンオキシド基含有量は、加えたジメチルアミノエチルメタクリレート量と上述の数式1から4.58mmol/gであった。
得られたアミンオキシド基含有ビニル系重合体(A-1)を25℃のイオン交換水中99g中に1g入れて撹拌し溶解後、25℃で24時間放置した。その結果、これらの樹脂は分離、析出ともに見られず、完全に溶解可能であり、水溶性であることが示された。
<Production of blocking agent 2>
<Production of vinyl copolymer containing amine oxide group>
[Example 2-1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, 25.8 parts of butanol and 80 parts (78.3 mol%) of dimethylaminoethyl methacrylate as the tertiary amino group-containing vinyl monomer (a2) were added. , 20.0 parts (21.7 mol %) of butyl methacrylate was charged as a vinyl monomer (a3) containing an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Furthermore, 3.0 parts of trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) as a thiol group-containing compound (x) was added thereto to give a total amount of 3% of all vinyl monomers, and the mixture was sufficiently After replacing the atmosphere with nitrogen, the internal temperature was raised to 90°C. Separately, a mixture of 0.1 part of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropinate) and 42.8 parts of butanol was prepared, and this was added in 13 portions. The butanol solution of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropinate) was added for the first time when the reaction vessel was stabilized at 90°C.
Thereafter, it was added to the reaction vessel every 30 minutes. When the total reaction time reached 8 hours, the solid content was measured and it was confirmed that the conversion rate exceeded 98%, and the reaction was stopped by cooling to room temperature.
Next, 49.7 parts of 35% hydrogen peroxide solution (equimolar amount to the dimethylaminoethyl methacrylate used) was added as an oxidizing agent, and the tertiary amino group was oxidized by reacting at 80°C for 50 hours. Ta. Thereafter, butanol was removed using a diaphragm pump to obtain an amine oxide group-containing vinyl polymer (A-1).
The amine oxide group content of the obtained amine oxide group-containing vinyl polymer (A-1) was 4.58 mmol/g based on the added amount of dimethylaminoethyl methacrylate and the above-mentioned formula 1.
1 g of the obtained amine oxide group-containing vinyl polymer (A-1) was placed in 99 g of ion-exchanged water at 25° C., stirred and dissolved, and then left at 25° C. for 24 hours. As a result, these resins showed no separation or precipitation, indicating that they were completely soluble and water-soluble.
[実施例2-2~2-11]
表2-1に示す配合組成とした以外は実施例2-1と同様の方法で、アミンオキシド基含有ビニル系重合体(A-2~A-11)を合成した。
[Examples 2-2 to 2-11]
Amine oxide group-containing vinyl polymers (A-2 to A-11) were synthesized in the same manner as in Example 2-1 except that the composition shown in Table 2-1 was used.
[比較例2-1]
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、ブタノールを25.8部、ブチルメタクリレートを70.0部(54.2mol%)、アクリル酸を30部(45.8mol%)、仕込んだ。さらにここに、チオール基含有化合物(x)としてトリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネートを全ビニル系モノマーの合計量に対して3%になるように、3.0部加え、十分に窒素置換したのち、内温を90℃に昇温した。別途ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピネート)を0.1部とブタノール42.8部を混合したものを準備し、これを13分割して添加した。なお、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピネート)のブタノール溶液は、反応容器が90℃で安定化した時点で1回目の添加を行い、以後30分おきに反応容器に添加した。合計反応時間が8時間となったところで固形分測定を行い、転化率が98%超えたことを確認し、室温に冷却し反応を停止した。その後、ダイヤフラムポンプでブタノールを除去し、ビニル系共重合体(HA-1)を得た。
[Comparative example 2-1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, add 25.8 parts of butanol, 70.0 parts (54.2 mol%) of butyl methacrylate, and 30 parts (45.8 mol%) of acrylic acid. , prepared. Furthermore, 3.0 parts of trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) was added thereto as a thiol group-containing compound (x) to make the amount 3% based on the total amount of all vinyl monomers, and After the substitution, the internal temperature was raised to 90°C.Separately, a mixture of 0.1 part of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropinate) and 42.8 parts of butanol was prepared, and this was mixed. The butanol solution of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropinate) was added in 13 portions.The first addition was made when the reaction vessel was stabilized at 90°C, and then added every 30 minutes. When the total reaction time was 8 hours, the solid content was measured and it was confirmed that the conversion rate exceeded 98%, and the reaction was stopped by cooling to room temperature.Then, butanol was added using a diaphragm pump. was removed to obtain a vinyl copolymer (HA-1).
[比較例2-2]
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、ブタノールを25.8部、3級アミノ基含有ビニル系モノマー(a2)としてジメチルアミノエチルメタクリレート
を50部(47.5mol%)、炭素数1~18のアルキル基含有ビニル系モノマー(a3)としてブチルメタクリレートを50.0部(52.5mol%)仕込んだ。さらにここに、チオール基含有化合物(x)としてトリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)を全ビニル系モノマーの合計量に対して3%になるように、3.0部加え、十分に窒素置換したのち、内温を90℃に昇温した。別途ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピネート)を0.1部とブタノール42.8部を混合したものを準備し、これを13分割して添加した。なお、ジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピネ
ート)のブタノール溶液は、反応容器が90℃で安定化した時点で1回目の添加を行い、
以後30分おきに反応容器に添加した。合計反応時間が8時間となったところで固形分測定を行い、転化率が98%超えたことを確認し、室温に冷却し反応を停止した。その後、ダイヤフラムポンプでブタノールを除去し、ビニル系共重合体(HA-2)得た。
[Comparative example 2-2]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, 25.8 parts of butanol and 50 parts (47.5 mol%) of dimethylaminoethyl methacrylate as the tertiary amino group-containing vinyl monomer (a2) were added. , 50.0 parts (52.5 mol %) of butyl methacrylate was charged as a vinyl monomer (a3) containing an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Furthermore, 3.0 parts of trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) as a thiol group-containing compound (x) was added thereto to give a total amount of 3% of all vinyl monomers, and the mixture was sufficiently After replacing the atmosphere with nitrogen, the internal temperature was raised to 90°C. Separately, a mixture of 0.1 part of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropinate) and 42.8 parts of butanol was prepared, and this was added in 13 portions. The butanol solution of dimethyl 2,2'-azobis(2-methylpropinate) was added for the first time when the reaction vessel was stabilized at 90°C.
Thereafter, it was added to the reaction vessel every 30 minutes. When the total reaction time reached 8 hours, the solid content was measured and it was confirmed that the conversion rate exceeded 98%, and the reaction was stopped by cooling to room temperature. Thereafter, butanol was removed using a diaphragm pump to obtain a vinyl copolymer (HA-2).
表2-1中の略称を以下に示す。
DMAEMA:ジメチルアミノエチルメタクリレート
DEAPAA:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
VP:ビニルピリジン
VI:ビニルイミダゾール
MMA:メチルメタクリレート
BMA:ブチルメタクリレート
2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート
LMA:ラウリルメタクリレート
St:スチレン
AA:アクリル酸
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
TMMP:トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)
PEMP:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)
DPMP:(ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)
The abbreviations in Table 2-1 are shown below.
DMAEMA: Dimethylaminoethyl methacrylate DEAPAA: Dimethylaminopropylacrylamide VP: Vinylpyridine VI: Vinylimidazole MMA: Methyl methacrylate BMA: Butyl methacrylate 2EHA: 2-ethylhexyl acrylate LMA: Lauryl methacrylate St: Styrene AA: Acrylic acid HEA: Hydroxyethyl acrylate TMMP: Trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate)
PEMP: Pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate)
DPMP: (dipentaerythritol hexakis (3-mercaptopropionate)
<ブロッキング剤の調製>
[実施例2-13]
(ブロッキング剤1溶液)
得られたアミンオキシド基含有ビニル系重合体(A-1)を、リン酸緩衝生理食塩水(以下PBS溶液)に溶かし、固形分5質量%のブロッキング剤1の溶液を得た。
<Preparation of blocking agent>
[Example 2-13]
(1 solution of blocking agent)
The obtained amine oxide group-containing vinyl polymer (A-1) was dissolved in phosphate buffered saline (hereinafter referred to as PBS solution) to obtain a solution of blocking agent 1 with a solid content of 5% by mass.
[実施例2-14~2-24、比較例2-3~2-4]
(ブロッキング剤2~13溶液)
アミンオキシド基含有ビニル系重合体(A-1)を、アミンオキシド基含有ビニル系重合体(A-2~A-11)及び比較用のビニル系重合体(HA-1~HA-2)に変更した以外は、ブロッキング剤1溶液と同様にして、ブロッキング剤2~13の溶液を得た。
なお、ビニル系共重合体(HA-1)はアクリル酸を全てジメチルアミノエタノールで中和したものを使用した。また、ビニル系共重合体(HA-2)はジメチルアミノエチルメタクリレート由来のアミノ基を全て酢酸で中和したものを用いた。
[Examples 2-14 to 2-24, Comparative Examples 2-3 to 2-4]
(Blocking agent 2-13 solution)
The amine oxide group-containing vinyl polymer (A-1) was added to the amine oxide group-containing vinyl polymers (A-2 to A-11) and comparative vinyl polymers (HA-1 to HA-2). Solutions of blocking agents 2 to 13 were obtained in the same manner as the blocking agent 1 solution except for the following changes.
The vinyl copolymer (HA-1) used was one in which all acrylic acid was neutralized with dimethylaminoethanol. Furthermore, the vinyl copolymer (HA-2) used was one in which all the amino groups derived from dimethylaminoethyl methacrylate were neutralized with acetic acid.
<ブロッキング剤の評価>
得られたブロッキング剤溶液について、下記の通り、[抗原抗体反応試験]及び[非特異吸着試験]を実施し、吸光度の差異を基準に評価した。結果を表2-2に示す。
<Evaluation of blocking agent>
[Antigen-antibody reaction test] and [non-specific adsorption test] were performed on the obtained blocking agent solution as described below, and evaluation was made based on the difference in absorbance. The results are shown in Table 2-2.
[抗原抗体反応試験]
(ウェルプレートの固相抗体処理)
固相用CRP抗体ab8279(abcam社製)が25μg/mlの濃度になるようにPBS溶液で調整した。この固相用CRP抗体溶液をPSt製96穴ウェルプレートに50μlずつ添加し、室温2時間静置した後、溶液を吸引し除去した。
[Antigen-antibody reaction test]
(Solid-phase antibody treatment of well plate)
The solid phase CRP antibody ab8279 (abcam) was adjusted to a concentration of 25 μg/ml using a PBS solution. 50 μl of this solid-phase CRP antibody solution was added to each PSt 96-well plate, left to stand at room temperature for 2 hours, and then the solution was removed by suction.
(抗原吸着処理)
CRP抗原8C72(Hytest社製)が2μg/mlになるようにPBS溶液で調整した。このCRP抗原溶液を、前述の固相抗体処理した96穴ウェルプレートに50μlずつ添加し、4℃12時間静置した後、溶液を吸引し除去した。
(Antigen adsorption treatment)
CRP antigen 8C72 (manufactured by Hytest) was adjusted to 2 μg/ml using a PBS solution. 50 μl of this CRP antigen solution was added to each 96-well plate treated with the solid-phase antibody described above, and after standing at 4° C. for 12 hours, the solution was removed by suction.
(ブロッキング処理)
得られたブロッキング剤溶液を、前述の抗原処理した96穴ウェルプレートに50μlずつ添加し、室温2時間静置した後、溶液を吸引し除去した。
(blocking process)
50 μl of the obtained blocking agent solution was added to each of the aforementioned antigen-treated 96-well plates, left to stand at room temperature for 2 hours, and then the solution was removed by suction.
(標識抗体吸着処理)
HRP標識CRP抗体ab24462(abcam社製)が0.08μg/mlになるようにPBS溶液で調整した。このHRP標識CRP抗体溶液を、前述のブロッキング処理した96穴ウェルプレートに50μlずつ添加し、室温2時間静置した後、溶液を吸引し除去した。その後各ウェルにPBS溶液200μlずつ添加し吸引除去し、これを3回繰り返した。
(Labeled antibody adsorption treatment)
HRP-labeled CRP antibody ab24462 (abcam) was adjusted to 0.08 μg/ml with a PBS solution. 50 μl each of this HRP-labeled CRP antibody solution was added to the aforementioned blocking-treated 96-well plate, allowed to stand at room temperature for 2 hours, and then the solution was removed by suction. Thereafter, 200 μl of PBS solution was added to each well and removed by suction, and this was repeated three times.
(発色反応)
住友ベークライト社製ペルオキシダーゼ用発色キットの発色剤10mlと基質液0.1mlを用いて発色溶液を調整した。この発色溶液を前述の標識抗体吸着処理した96穴ウェルプレートに100μlずつ添加し、室温1時間静置した。次に各ウェルに住友ベークライト社製ペルオキシダーゼ用発色キットの停止液100μlを添加した。
(color reaction)
A coloring solution was prepared using 10 ml of a coloring agent from a coloring kit for peroxidase manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. and 0.1 ml of a substrate solution. 100 μl of this coloring solution was added to each of the 96-well plates that had been subjected to the labeled antibody adsorption treatment described above, and allowed to stand at room temperature for 1 hour. Next, 100 μl of a stop solution from a color development kit for peroxidase manufactured by Sumitomo Bakelite was added to each well.
(吸光度A測定)
各ウェルの450nmの吸光度(吸光度Aという)を測定した。これは、抗原抗体反応(特異吸着)によりウェルに吸着した抗体量を表す吸光度である。
(Absorbance A measurement)
The absorbance at 450 nm (referred to as absorbance A) of each well was measured. This is the absorbance representing the amount of antibody adsorbed to the well due to antigen-antibody reaction (specific adsorption).
[非特異吸着試験]
(ウェルプレートの固相抗体処理)
固相用CRP抗体ab8279(abcam社製)が25μg/mlの濃度になるようにPBS溶液で調整した。この固相用CRP抗体溶液をPSt製ELISA用96穴ウェルプレートに50μlずつ添加し、室温2時間静置した後、溶液を吸引し除去した。
[Non-specific adsorption test]
(Solid-phase antibody treatment of well plate)
The solid phase CRP antibody ab8279 (abcam) was adjusted to a concentration of 25 μg/ml using a PBS solution. 50 μl of this solid-phase CRP antibody solution was added to a 96-well plate for ELISA manufactured by PSt, and after standing at room temperature for 2 hours, the solution was removed by suction.
(ブロッキング処理)
得られたブロッキング剤溶液を、前述の固相抗体処理した96穴ウェルプレートに50μlずつ添加し、室温2時間静置した後、溶液を吸引し除去した。
(blocking process)
50 μl of the obtained blocking agent solution was added to each of the 96-well plates treated with the solid-phase antibody described above, and after standing at room temperature for 2 hours, the solution was removed by suction.
(標識抗体吸着処理)
HRP標識CRP抗体ab24462(abcam社製)が0.08μg/mlになるようにPBS溶液で調整した。このHRP標識CRP抗体溶液を、前述のブロッキング処理した96穴ウェルプレートに50μlずつ添加し、室温2時間静置した後、溶液を吸引し除去した。その後各ウェルにPBS溶液200μlずつ添加し吸引除去し、これを3回繰り返した。
(Labeled antibody adsorption treatment)
HRP-labeled CRP antibody ab24462 (abcam) was adjusted to 0.08 μg/ml with a PBS solution. 50 μl each of this HRP-labeled CRP antibody solution was added to the aforementioned blocking-treated 96-well plate, allowed to stand at room temperature for 2 hours, and then the solution was removed by suction. Thereafter, 200 μl of PBS solution was added to each well and removed by suction, and this was repeated three times.
(発色反応)
住友ベークライト社製ペルオキシダーゼ用発色キットの発色剤10mlと基質液0.1mlを用いて発色溶液を調整した。この発色溶液を前述の標識抗体吸着処理した96穴ウェルプレートに100μlずつ添加し、室温1時間静置した。次に各ウェルに住友ベークライト社製ペルオキシダーゼ用発色キットの停止液100μlを添加した。
(color reaction)
A coloring solution was prepared using 10 ml of a coloring agent from a coloring kit for peroxidase manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. and 0.1 ml of a substrate solution. 100 μl of this coloring solution was added to each of the 96-well plates that had been subjected to the labeled antibody adsorption treatment described above, and allowed to stand at room temperature for 1 hour. Next, 100 μl of a stop solution from a color development kit for peroxidase manufactured by Sumitomo Bakelite was added to each well.
(吸光度B測定)
各ウェルの450nmの吸光度(吸光度Bという)を測定した。これは、抗原がないため、標識抗体の非特異吸着によるウェルに吸着した抗体量を表す吸光度である。
(Absorbance B measurement)
The absorbance of each well at 450 nm (referred to as absorbance B) was measured. This is an absorbance that represents the amount of antibody adsorbed to the well due to non-specific adsorption of the labeled antibody since there is no antigen.
[評価基準]
◎: 1.0≦(吸光度A-吸光度B) :良好
〇: 0.8≦(吸光度A-吸光度B)<1.0 :使用可能
△: 0.5≦(吸光度A-吸光度B)<0.8 :使用不可
×: (吸光度A-吸光度B)<0.5 :不良
[Evaluation criteria]
◎: 1.0≦(Absorbance A-Absorbance B): Good 〇: 0.8≦(Absorbance A-Absorbance B)<1.0: Usable △: 0.5≦(Absorbance A-Absorbance B)<0 .8: Unusable ×: (Absorbance A - Absorbance B) <0.5: Defective
表2-2に示すように、本発明の生化学分析用ブロッキング剤を用いることで、CRP抗原抗体反応を利用した生化学分析を行うことができた。具体的には、本発明のアミンオキシド基含有ビニル系重合体(実施例2-1~2-12)を使用した生化学分析用ブロッキング剤(実施例2-13~2-24)は、CRP抗原抗体反応と非特異吸着反応の吸光度の差が大きく、CRP抗原抗体反応を高感度に検出できた。すなわち、これは本発明の生化学分析用ブロッキング剤に含まれるアミンオキシド基含有ビニル系重合体(A)が、アミンオキシド構造を有し且つ共重合体にチオール基由来の硫黄原子が導入されたため抗体との相互作用が適切に制御され、CRPの抗原抗体反応を阻害せず、CRP抗原抗体反応以外の非特異的な吸着反応を抑えることができたためであると考えられる。特に、3官能以上のチオール基含有化合物を連鎖移動剤として用いて、共重合体に分岐構造を導入した実施例2-13~2-16、2-18~2-24は、より良好な結果であった。 As shown in Table 2-2, by using the blocking agent for biochemical analysis of the present invention, biochemical analysis using CRP antigen-antibody reaction could be performed. Specifically, the blocking agents for biochemical analysis (Examples 2-13 to 2-24) using the amine oxide group-containing vinyl polymers (Examples 2-1 to 2-12) of the present invention are CRP There was a large difference in absorbance between the antigen-antibody reaction and the non-specific adsorption reaction, and the CRP antigen-antibody reaction could be detected with high sensitivity. That is, this is because the amine oxide group-containing vinyl polymer (A) contained in the blocking agent for biochemical analysis of the present invention has an amine oxide structure and a sulfur atom derived from a thiol group has been introduced into the copolymer. This is thought to be because the interaction with the antibody was appropriately controlled, the antigen-antibody reaction of CRP was not inhibited, and non-specific adsorption reactions other than the CRP antigen-antibody reaction could be suppressed. In particular, Examples 2-13 to 2-16 and 2-18 to 2-24, in which a branched structure was introduced into the copolymer by using a trifunctional or higher-functional thiol group-containing compound as a chain transfer agent, showed better results. Met.
一方、チオール基含有化合物(x)を用いておらず、さらにアミンオキシド構造を有しないビニル系共重合体(比較例2-1~2-2)を用いた生化学分析用ブロッキング剤(比較例2-3~2-4)は、CRP抗原抗体反応と非特異吸着反応の吸光度の差が小さく、分析として十分な感度を得ることができなかった。これは、アミンオキシド構造とチオール基に由来する硫黄原子とを有しない場合は、CRPの抗原抗体反応以外の非特異的な吸着反応を抑えることができない、あるいは、CRPの抗原抗体反応自体を阻害したため、と推察される。 On the other hand, a blocking agent for biochemical analysis (Comparative Example 2-3 to 2-4), the difference in absorbance between the CRP antigen-antibody reaction and the non-specific adsorption reaction was small, and it was not possible to obtain sufficient sensitivity for analysis. This means that if it does not have an amine oxide structure and a sulfur atom derived from a thiol group, it will not be possible to suppress nonspecific adsorption reactions other than the CRP antigen-antibody reaction, or it will inhibit the CRP antigen-antibody reaction itself. It is presumed that this is because.
<<バイオフィルム形成抑制コート剤の実施例>>
<酸価の測定方法>
酸価は、樹脂1g中に含有する酸基は中和するのに必要とする水酸化カリウムのmmolで、測定方法は既知の方法でよく、一般的にはJISK0070に準じて行われる。その手法を以下に示した。試料を0.5~2g精秤する(固形分量:Sg)。精秤した試料
に中性エタノール10mLを加え溶解させる。得られた溶液を0.1mol/lエタノール性水酸化カリウム溶液(力価:F)で電位差滴定を行なう。電位差曲線が極大となった点を終点とし、この時の滴定量(AmL)を用い次の(式2)により酸価を求めた。
(式2) 酸価(mmol/g)=(A×F×0.1)/S
<<Example of coating agent for inhibiting biofilm formation>>
<Method for measuring acid value>
The acid value is the mmol of potassium hydroxide required to neutralize the acid groups contained in 1 g of resin, and the measurement method may be any known method, and is generally carried out according to JIS K0070. The method is shown below. Accurately weigh 0.5 to 2 g of the sample (solid content: Sg). Add 10 mL of neutral ethanol to the accurately weighed sample to dissolve it. The obtained solution is subjected to potentiometric titration with a 0.1 mol/l ethanolic potassium hydroxide solution (potency: F). The point at which the potential difference curve reached a maximum was defined as the end point, and the titration amount (AmL) at this time was used to determine the acid value according to the following (Equation 2).
(Formula 2) Acid value (mmol/g) = (A x F x 0.1)/S
<アミン価の測定方法>
アミン価は、樹脂1g中に含有するアミノ基を中和するのに必要とする塩酸の当量と同量の水酸化カリウムのmmolである。アミン価の測定方法については、以下の方法により行った。試料を0.5~2g精秤する(固形分量:Sg)。精秤した試料に中性エタノール10mLを加え溶解させる。得られた溶液を0.1mol/lエタノール性塩酸溶液(力価:f)で電位差滴定を行なう。電位差曲線が極大となった点を終点とし、この時の滴定量(AmL)を用い次の(式3)によりアミン価を求めた。
(式3) アミン価(mmol/g)=(A×f×0.1)/S
<Method for measuring amine value>
The amine value is mmol of potassium hydroxide, which is equivalent to the equivalent of hydrochloric acid required to neutralize the amino groups contained in 1 g of resin. The amine value was measured by the following method. Accurately weigh 0.5 to 2 g of the sample (solid content: Sg). Add 10 mL of neutral ethanol to the accurately weighed sample to dissolve it. The obtained solution is subjected to potentiometric titration with a 0.1 mol/l ethanolic hydrochloric acid solution (potency: f). The point at which the potential difference curve reached a maximum was defined as the end point, and the amine value was determined using the titration amount (AmL) at this time according to the following (Equation 3).
(Formula 3) Amine value (mmol/g) = (A x f x 0.1)/S
<アミンオキシド基含有ポリマーの合成>
(ポリマー溶液(P-1))
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、酢酸エチル100部を仕込み、内温を75℃に昇温し十分に窒素置換した。別途用意しておいた、2,2’-アゾジイソブチロニトリルを0.3部、モノマー(A)としてN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートを20部、モノマー(B)としてアクリル酸を5部、モノマー(C)としてブチルアクリレートを75部混合したものを、内温を75℃に保ちながら3時間滴下を続け、さらに5時間撹拌を続けた。固形分測定によって転化率が98%超えたことを確認後、冷却して3級アミノ基を有するポリマーの溶液を得た。
次に、得られた3級アミノ基を有するポリマーの溶液に、オキシド化剤として30%過酸化水素水を14.4部(用いたN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートと等モル量)加え、70℃で16時間反応させることでアミノ基のオキシド化を行った。アミンオキシド変換率が99%を超えたことを確認後、冷却して取り出し、オーブンで溶媒を完全に揮発させた後、エタノールに溶解して、固形分50質量%のポリマー溶液(P-1)を得た。なお上記、アミンオキシド変換率は、特開平10-182589に開示される方法に従い判断した。
得られたポリマーのアミンオキシド基含有量は、加えたN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート量と前述の数式1から1.25mmol/gであった。また得られたポリマーの質量平均分子量をGPCにより測定したところ、60,000であった。
<Synthesis of amine oxide group-containing polymer>
(Polymer solution (P-1))
100 parts of ethyl acetate was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, and the internal temperature was raised to 75° C. and the mixture was sufficiently purged with nitrogen. Separately prepared 0.3 parts of 2,2'-azodiisobutyronitrile, 20 parts of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate as the monomer (A), 5 parts of acrylic acid as the monomer (B), A mixture of 75 parts of butyl acrylate as monomer (C) was added dropwise for 3 hours while maintaining the internal temperature at 75°C, and stirring was continued for an additional 5 hours. After confirming that the conversion rate exceeded 98% by solid content measurement, the solution was cooled to obtain a solution of a polymer having a tertiary amino group.
Next, to the obtained solution of the polymer having a tertiary amino group, 14.4 parts of 30% hydrogen peroxide was added as an oxidizing agent (equimolar amount to the N,N-dimethylaminoethyl methacrylate used), Amino groups were oxidized by reacting at 70°C for 16 hours. After confirming that the amine oxide conversion rate exceeded 99%, it was cooled and taken out, the solvent was completely volatilized in an oven, and then dissolved in ethanol to obtain a polymer solution (P-1) with a solid content of 50% by mass. I got it. The above amine oxide conversion rate was determined according to the method disclosed in JP-A-10-182589.
The amine oxide group content of the obtained polymer was 1.25 mmol/g based on the amount of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate added and the above-mentioned formula 1. Furthermore, the mass average molecular weight of the obtained polymer was measured by GPC and found to be 60,000.
(ポリマー溶液(P-2~18、20))
ポリマー溶液(P-1)と同様の方法で、表3-1の組成及び仕込み質量部に従って合成を行い、ポリマー溶液(P-2~18、20)を得た。
(Polymer solution (P-2 to 18, 20))
Synthesis was carried out in the same manner as the polymer solution (P-1) according to the composition and charged mass parts in Table 3-1 to obtain polymer solutions (P-2 to P-18, 20).
(ポリマー溶液(P-19))
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、酢酸エチル100部を仕込み、内温を75℃に昇温し十分に窒素置換した。別途用意しておいた、2,2’-アゾジイソブチロニトリルを0.3部、モノマー(B)としてアクリル酸を5部、モノマー(C)としてブチルアクリレートを95部混合したものを、内温を75℃に保ちながら3時間滴下を続け、さらに5時間撹拌を続けた。固形分測定によって転化率が98%超えたことを確認後、冷却して取り出し、酢酸エチルで希釈して、固形分50質量%のポリマー溶液(P-19)を得た。
(Polymer solution (P-19))
100 parts of ethyl acetate was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, and the internal temperature was raised to 75° C. and the mixture was sufficiently purged with nitrogen. A mixture of 0.3 parts of 2,2'-azodiisobutyronitrile, 5 parts of acrylic acid as monomer (B), and 95 parts of butyl acrylate as monomer (C), which had been prepared separately, was mixed at an internal temperature. The dropwise addition was continued for 3 hours while maintaining the temperature at 75°C, and stirring was continued for an additional 5 hours. After confirming that the conversion rate exceeded 98% by solid content measurement, it was cooled and taken out, and diluted with ethyl acetate to obtain a polymer solution (P-19) with a solid content of 50% by mass.
(ポリマー溶液(P-21))
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、酢酸エチル100部を仕込み、内温を75℃に昇温し十分に窒素置換した。別途用意しておいた、2,2’-アゾジ
イソブチロニトリルを0.3部、モノマー(A)としてN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートを20部、モノマー(B)としてアクリル酸を5部、モノマー(C)としてブチルアクリレートを95部混合したものを、内温を75℃に保ちながら3時間滴下を続け、さらに5時間撹拌を続けた。固形分測定によって転化率が98%超えたことを確認後、冷却して取り出し、エタノールで希釈して、固形分50質量%の3級アミノ基を有するポリマー溶液(P-21)を得た。
(Polymer solution (P-21))
100 parts of ethyl acetate was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, and the internal temperature was raised to 75° C. and the mixture was sufficiently purged with nitrogen. Separately prepared 0.3 parts of 2,2'-azodiisobutyronitrile, 20 parts of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate as the monomer (A), 5 parts of acrylic acid as the monomer (B), A mixture of 95 parts of butyl acrylate as monomer (C) was added dropwise for 3 hours while keeping the internal temperature at 75°C, and stirring was continued for an additional 5 hours. After confirming that the conversion rate exceeded 98% by solid content measurement, it was cooled and taken out, and diluted with ethanol to obtain a polymer solution (P-21) having a tertiary amino group with a solid content of 50% by mass.
(ポリマー溶液(P-22))
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、酢酸エチル60部、イオン交換水40部を仕込み、内温を75℃に昇温し十分に窒素置換した。別途用意しておいた、2,2’-アゾジイソブチロニトリルを0.3部、モノマー(B)としてアクリル酸を5部、モノマー(C)としてブチルアクリレートを75部、メタクロイルコリンクロリド20部混合したものを、内温を75℃に保ちながら3時間滴下を続け、さらに5時間撹拌を続けた。固形分測定によって転化率が98%超えたことを確認後、冷却して取り出し、エタノールで希釈して、固形分50質量%の4級アミノ基を有するポリマー溶液(P-22)を得た。
(Polymer solution (P-22))
60 parts of ethyl acetate and 40 parts of ion-exchanged water were charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, and the internal temperature was raised to 75° C. and the mixture was sufficiently purged with nitrogen. Separately prepared 0.3 parts of 2,2'-azodiisobutyronitrile, 5 parts of acrylic acid as monomer (B), 75 parts of butyl acrylate as monomer (C), and 20 parts of methacroylcholine chloride. The mixture was added dropwise for 3 hours while maintaining the internal temperature at 75°C, and stirring was continued for an additional 5 hours. After confirming that the conversion rate exceeded 98% by solid content measurement, it was cooled, taken out, and diluted with ethanol to obtain a polymer solution (P-22) having a quaternary amino group with a solid content of 50% by mass.
得られたポリマーについて、特性値を表3-1に示す。 The characteristic values of the obtained polymer are shown in Table 3-1.
以下に、表3-1中の略称を示す。
DMAEMA:N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
DEAEMA:N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート
DMAPAA:N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
VP:4-ビニルピリジン
VI:2-メチル-1-ビニルイミダゾール
AA:アクリル酸
HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
GMA:グリシジルメタクリレート
BA:ブチルアクリレート
OA:n-オクチルアリレート
MMA:メチルメタクリレート
TMAEMC:メタクロイルコリンクロリド
AIBN:2,2’-アゾジイソブチロニトリル
The abbreviations in Table 3-1 are shown below.
DMAEMA: N,N-dimethylaminoethyl methacrylate DEAEMA: N,N-diethylaminoethyl methacrylate DMAPAA: N,N-dimethylaminopropylacrylamide VP: 4-vinylpyridine VI: 2-methyl-1-vinylimidazole AA: Acrylic acid HEA :2-hydroxyethyl acrylate GMA: glycidyl methacrylate BA: butyl acrylate OA: n-octyl arylate MMA: methyl methacrylate TMAEMC: methacroylcholine chloride AIBN: 2,2'-azodiisobutyronitrile
<バイオフィルム形成抑制コート剤の調整>
[実施例3-1]
(バイオフィルム形成抑制コート剤1)
得られたアミンオキシド基含有ポリマー溶液(P-1)4.0部と、架橋剤としてV-02(日清紡(株)製;カルボジライトV-02)2.0部とを混合し、エタノール16.0部で希釈し、10%塗液を調製し、バイオフィルム形成抑制コート剤1を得た。
<Adjustment of coating agent for inhibiting biofilm formation>
[Example 3-1]
(Biofilm formation inhibiting coating agent 1)
4.0 parts of the obtained amine oxide group-containing polymer solution (P-1) and 2.0 parts of V-02 (manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.; Carbodilite V-02) as a crosslinking agent were mixed, and 16.0 parts of ethanol was mixed. A coating solution for inhibiting biofilm formation 1 was obtained by diluting the solution with 0 parts to prepare a 10% coating solution.
[実施例3-2~3-15、3-17~3-26]
(バイオフィルム形成抑制コート剤2~15、17~26)
実施例1と同様にして、表3-2の組成及び仕込み質量部にてバイオフィルム形成抑制コート剤2~15、17~26を調整した。
[Examples 3-2 to 3-15, 3-17 to 3-26]
(Biofilm formation inhibiting coating agent 2-15, 17-26)
In the same manner as in Example 1, biofilm formation inhibiting coating agents 2 to 15 and 17 to 26 were prepared using the compositions and parts by mass shown in Table 3-2.
[実施例3-16]
(バイオフィルム形成抑制コート剤16)
得られたアミンオキシド基含有ポリマー(P-12)4.0部をエタノール16部で希釈し、10%塗液を調製し、バイオフィルム形成抑制コート剤16を得た。
[Example 3-16]
(Biofilm formation inhibiting coating agent 16)
4.0 parts of the obtained amine oxide group-containing polymer (P-12) was diluted with 16 parts of ethanol to prepare a 10% coating solution to obtain biofilm formation inhibiting coating agent 16.
以下に、表3-2中の略称を示す。
V-02:カルボジイミド基含有化合物(日清紡(株)製;カルボジライトV-02)
V-10:カルボジイミド基含有化合物(日清紡(株)製;カルボジライトV-10)
V-09:イソシアネート基含有化合物(日清紡(株)製;カルボジライトV-09)
MDI:イソシアネート含有化合物(2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート)
40E:エポキシ基含有化合物(共栄社化学(株)製;エポライト40E)
LV11:アミノ基含有化合物(三菱ケミカル(株)製;エポキシ樹脂硬化剤jERキュア)
EtOH:エタノール
EtOAc:酢酸エチル
The abbreviations in Table 3-2 are shown below.
V-02: Carbodiimide group-containing compound (manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.; Carbodilite V-02)
V-10: Carbodiimide group-containing compound (manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.; Carbodilite V-10)
V-09: Isocyanate group-containing compound (manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.; Carbodilite V-09)
MDI: Isocyanate-containing compound (2,2'-diphenylmethane diisocyanate)
40E: Epoxy group-containing compound (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.; Epolite 40E)
LV11: Amino group-containing compound (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; epoxy resin curing agent jER Cure)
EtOH: Ethanol EtOAc: Ethyl acetate
<バイオフィルム形成抑制コート剤の評価>
実施例及び比較例で得られたバイオフィルム形成抑制コート剤(塗液)について、以下の評価を行った。結果を表3-3に示す。
<Evaluation of coating agent for inhibiting biofilm formation>
The biofilm formation inhibiting coating agents (coating liquids) obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. The results are shown in Table 3-3.
[耐水性]
得られたコート剤を、精密秤量した浅型金属容器に2.0g添加し、150℃で10分加熱し乾燥させた。オーブンから取り出し、浅型金属容器ごと精密秤量した後、浅型金属容器にイオン交換水5.0gを加え一晩静置した。浅型金属容器からイオン交換水を吸引排出した後、再度150℃で10分乾燥し、浅型金属容器を精密秤量した。下記式で水への溶解度を算出し、耐水性を4段階の評価基準に基づいて評価した。
水への溶解度(%)=100-[(z-x)/(y-x)]×100
x:浅型金属容器の質量(g)
y:イオン交換水で処理する前の質量(g)
z:イオン交換水で処理した後の質量(g)
◎:水への溶解度≦2%:非常に良好
○:2%<水への溶解度≦4%:良好
△:4%<水への溶解度≦10%:使用可能
×:10%<水への溶解度:使用不可
[water resistance]
2.0 g of the obtained coating agent was added to a precisely weighed shallow metal container, and the container was heated and dried at 150° C. for 10 minutes. After taking it out of the oven and precisely weighing the shallow metal container, 5.0 g of ion-exchanged water was added to the shallow metal container and left overnight. After the ion-exchanged water was suctioned and discharged from the shallow metal container, it was dried again at 150° C. for 10 minutes, and the shallow metal container was accurately weighed. The solubility in water was calculated using the following formula, and the water resistance was evaluated based on a four-level evaluation standard.
Solubility in water (%) = 100-[(z-x)/(y-x)] x 100
x: Mass of shallow metal container (g)
y: Mass (g) before treatment with ion-exchanged water
z: Mass after treatment with ion-exchanged water (g)
◎: Solubility in water≦2%: Very good ○:2%<Solubility in water≦4%: Good △:4%<Solubility in water≦10%: Usable ×:10%<Solubility in water Solubility: Not usable
<バイオフィルム形成抑制積層体の製造と評価>
得られたコート剤1-26を、各々75μm厚ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(パナック(株)製;ルミラー#75、表面オゾン処理済)上に、乾燥後膜厚が1.0μmになるようバーコーターで塗工し、80℃で2分乾燥した後、80℃で24時間加熱し、積層体1-26を得た。別途、黄色ブドウ球菌(ATCC 25923)を、37℃で24時間前培養し、増殖させた。菌液をリン酸緩衝水(PBW)に加えて、1%菌液を調製した。
得られた積層体を、1.5cm×1.5cmの大きさに切り取り、塗工面が上向きになるように24ウェルマイクロプレート(ファルコン社製)の各ウェルに1枚ずつセットし、滅菌水1.0mL加え、37℃で24時間浸漬した。
次いで、24ウェルマイクロプレートから、滅菌水1.0mLを除去し、別途調製した黄色ブドウ球菌液1.0mLを加え、25℃で24時間又は25℃で168時間、それぞれ培養した。24時間又は168時間培養後、菌液を除去し、塗膜を滅菌水1.2mLで3回洗浄し、0.1%クリスタルバイオレット水溶液(和光純薬工業株式会社製)を添加し、20分間静置してバイオフィルムを染色した。その後、滅菌水1.2mLで3回洗浄し、風乾して、バイオフィルムが染色された積層体を得た。
上記染色された積層体について、33%酢酸溶液2.0mLを用いてクリスタルバイオレットを抽出し、マイクロプレートリーダーを用いて、抽出液の吸光度を測定した。
バイオフィルム形成抑制性を、吸光度から以下の4段階の評価基準で評価した。結果を表3-3に示す。
◎:吸光度≦0.10:非常に良好
○:0.10<吸光度≦0.13:良好
△:0.13<吸光度≦0.20:使用可能
×:0.20<吸光度:使用不可
<Manufacture and evaluation of biofilm formation suppressing laminate>
The obtained coating agent 1-26 was placed on a 75 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Panac Co., Ltd.; Lumirror #75, surface ozone treated) with a bar so that the film thickness after drying was 1.0 μm. It was coated with a coater, dried at 80°C for 2 minutes, and then heated at 80°C for 24 hours to obtain laminate 1-26. Separately, Staphylococcus aureus (ATCC 25923) was precultured at 37° C. for 24 hours and allowed to grow. A 1% bacterial solution was prepared by adding the bacterial solution to phosphate buffered water (PBW).
Cut the obtained laminate into a size of 1.5 cm x 1.5 cm, set one in each well of a 24-well microplate (manufactured by Falcon) with the coated side facing upward, and add 1.5 cm of sterile water. 0 mL was added and immersed at 37°C for 24 hours.
Next, 1.0 mL of sterile water was removed from the 24-well microplate, 1.0 mL of a separately prepared Staphylococcus aureus solution was added, and cultured at 25° C. for 24 hours or at 25° C. for 168 hours, respectively. After culturing for 24 or 168 hours, the bacterial solution was removed, the coating was washed three times with 1.2 mL of sterile water, and 0.1% crystal violet aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added for 20 minutes. The biofilm was stained after being allowed to stand. Thereafter, it was washed three times with 1.2 mL of sterile water and air-dried to obtain a laminate with stained biofilm.
Crystal violet was extracted from the dyed laminate using 2.0 mL of a 33% acetic acid solution, and the absorbance of the extract was measured using a microplate reader.
Biofilm formation inhibitory properties were evaluated based on absorbance using the following four-level evaluation criteria. The results are shown in Table 3-3.
◎: Absorbance≦0.10: Very good ○: 0.10<Absorbance≦0.13: Good △:0.13<Absorbance≦0.20: Usable ×: 0.20<Absorbance: Unusable
表3-3から、比較例1で用いたポリマーは、アミンオキシド基を有していないため、培養24時間後、及び、168時間後のバイオフィルム形成抑制性が乏しかった。比較例3-2で用いたポリマーは、分子量が小さく、コーティングしたポリマーが剥がれ落ちたため、培養24時間後のバイオフィルム形成抑制性が乏しかった。比較例3-3で用いたポリマーは、3級アミノ基を有するがアミンオキシドを含有しないポリマーであるため、バイオフィルム形成抑制性を示さなかった。比較例3-4で用いたポリマーは、4級アミノ基を有するがアミンオキシドを含有しないポリマーであるため、バイオフィルム形成抑制性を示さなかった。
一方、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が2,000~10,000,000であるポリマーを含むバイオフィルム形成抑制コート剤は、耐水性に優れ、かつ、長期的なバイオフィルム形成抑制性能で優れた効果を示すことが確認された。特に、ポリマー(a)中のアミンオキシド基含有量が、0.25~5mmol/gであると、長時間水中に浸漬しても最適なバイオフィルム形成抑制能を維持することを確認した。中でも、0.5~2mmol/gである場合に、非常に優れた長期的なバイオフィルム形成抑制能を発揮した。また、架橋性基を有するモノマー(B)としてカルボキシル基含有モノマーを用いた場合に、耐水性及び長期バイオフィルム形成抑制能に優れることが示された。
From Table 3-3, since the polymer used in Comparative Example 1 did not have an amine oxide group, it had poor biofilm formation inhibiting properties after 24 hours and 168 hours of culture. The polymer used in Comparative Example 3-2 had a low molecular weight and the coated polymer peeled off, resulting in poor biofilm formation inhibitory properties after 24 hours of culture. The polymer used in Comparative Example 3-3 had a tertiary amino group but did not contain amine oxide, and therefore did not exhibit biofilm formation inhibiting properties. The polymer used in Comparative Example 3-4 had a quaternary amino group but did not contain amine oxide, and therefore did not exhibit biofilm formation inhibiting properties.
On the other hand, a biofilm formation inhibiting coating agent containing a polymer containing an amine oxide group and having a mass average molecular weight of 2,000 to 10,000,000 has excellent water resistance and long-term inhibition of biofilm formation. It was confirmed that it exhibited excellent performance effects. In particular, it was confirmed that when the amine oxide group content in the polymer (a) was 0.25 to 5 mmol/g, the optimal ability to inhibit biofilm formation was maintained even when immersed in water for a long time. Among them, when the concentration was 0.5 to 2 mmol/g, an extremely excellent long-term ability to inhibit biofilm formation was exhibited. Furthermore, it was shown that when a carboxyl group-containing monomer was used as the monomer (B) having a crosslinkable group, the water resistance and long-term biofilm formation suppressing ability were excellent.
<<細胞培養器材処理剤の実施例>>
<質量平均分子量(Mw)の測定方法>
ポリマー(a)の質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用した。測定装置及び測定条件としては、下記条件1によることを基本とし、試料の溶解性等により条件2とした。ただし、重合体種によっては、さらに適宜適切なキャリア(溶離液)及びそれに適合したカラムを選定した。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008に基づいた。なお、難溶の高分子化合物については下記条件の下、溶解可能な濃度で測定した。
また、ポリマー(a)の分子量測定が困難な場合は、アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量をポリマー(a)の質量平均分子量とした。アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定装置及び測定条件としては、下記条件3によった。
(条件1)
カラム:TOSOHTSKgelSuperHZM-H、
TOSOHTSKgelSuperHZ4000 及び
TOSOHTSKgelSuperHZ2000を連結したもの。
キャリア:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAWM-Hを2本連結したもの。
キャリア:10mMLiBr/N-メチルピロリドン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件3)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 及び
TOSOHTSKgelSuperAW2500を連結したもの。
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
キャリア流量:0.6mL/min
<<Example of cell culture equipment treatment agent>>
<Method for measuring mass average molecular weight (Mw)>
The mass average molecular weight of the polymer (a) was determined by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene. The measuring device and measurement conditions were basically based on Condition 1 below, and Condition 2 was used depending on the solubility of the sample. However, depending on the polymer species, a more appropriate carrier (eluent) and column suitable for it were selected as appropriate. Other matters were based on JISK7252-1~4:2008. Note that poorly soluble polymer compounds were measured at soluble concentrations under the following conditions.
In addition, when it was difficult to measure the molecular weight of polymer (a), the weight average molecular weight of the amine oxide precursor polymer was taken as the weight average molecular weight of polymer (a). For the mass average molecular weight of the amine oxide precursor polymer, a value measured in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) was used, and the measurement device and measurement conditions were in accordance with Condition 3 below.
(Condition 1)
Column: TOSOHTSKgelSuperHZM-H,
A combination of TOSOHTSKgelSuperHZ4000 and TOSOHTSKgelSuperHZ2000.
Carrier: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40℃
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(Condition 2)
Column: Two TOSOHTSKgelSuperAWM-H columns connected.
Carrier: 10mM LiBr/N-methylpyrrolidone Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 1.0mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1mL
(Condition 3)
Column: TOSOHTSKgelSuperAW4000,
A combination of TOSOHTSKgelSuperAW3000 and TOSOHTSKgelSuperAW2500.
Carrier: Mixture of N,N-dimethylformamide (1L), triethylamine (3.04g), LiBr (0.87g) Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 0.6mL/min
<アミンオキシド基含有ビニル系ポリマーの合成>
(ポリマー(P-1))
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、酢酸エチル100部を仕込み、内温を75℃に昇温し十分に窒素置換した。別途用意しておいた、2,2’-アゾジイソブチロニトリルを1.5部、3級アミノ基含有モノマー(A)としてN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートを50部、他のモノマー(C)としてブチルアクリレート45部を混合したもの、架橋性基含有モノマー(B)としてアクリル酸5部を混合したものを、内温を75℃に保ちながら3時間滴下を続け、さらに2時間撹拌を続けた。固形分測定によって転化率が98%超えたことを確認後、冷却して3級アミノ基を有するポリマーの溶液を得た。
次に、得られた3級アミノ基を有するポリマーの溶液に、オキシド化剤として35%過酸化水素水を30.9部(用いたN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレートと等モル
量)加え、70℃で16時間反応させることでアミノ基のオキシド化を行った。アミンオキシド変換率が98%を超えたことを確認後、冷却して取り出し、その後、ダイヤフラムポンプで溶媒を完全に揮発させ、アミンオキシド基含有ポリマー(P-1)を得た。
得られた(P-1)のアミンオキシド基含有量は、加えたN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート量と前述の数式1から3.0mmol/gであった。また、得られたポリマーの質量平均分子量をGPCにより測定したところ、131,300であった。
<Synthesis of vinyl polymer containing amine oxide group>
(Polymer (P-1))
100 parts of ethyl acetate was charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux device, and the internal temperature was raised to 75° C. and the mixture was sufficiently purged with nitrogen. Separately prepared 1.5 parts of 2,2'-azodiisobutyronitrile, 50 parts of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate as the tertiary amino group-containing monomer (A), and other monomers (C). A mixture of 45 parts of butyl acrylate as a monomer (B) and a mixture of 5 parts of acrylic acid as a crosslinkable group-containing monomer (B) were added dropwise for 3 hours while maintaining the internal temperature at 75°C, and stirring was continued for an additional 2 hours. . After confirming that the conversion rate exceeded 98% by solid content measurement, the solution was cooled to obtain a solution of a polymer having a tertiary amino group.
Next, 30.9 parts of 35% hydrogen peroxide (equimolar amount to the N,N-dimethylaminoethyl methacrylate used) was added as an oxidizing agent to the obtained solution of the polymer having a tertiary amino group. Amino groups were oxidized by reacting at 70°C for 16 hours. After confirming that the amine oxide conversion rate exceeded 98%, it was cooled and taken out, and then the solvent was completely volatilized using a diaphragm pump to obtain an amine oxide group-containing polymer (P-1).
The amine oxide group content of the obtained (P-1) was 3.0 mmol/g based on the amount of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate added and the above-mentioned formula 1. Moreover, when the mass average molecular weight of the obtained polymer was measured by GPC, it was 131,300.
(ポリマー(P-2~9、11))
ポリマー(P-1)と同様の方法で、表1の組成及び仕込み質量部に従って合成を行い、ポリマー(P-2~9、11)を得た。
(Polymer (P-2 to 9, 11))
Polymers (P-2 to P-9, 11) were synthesized in the same manner as Polymer (P-1) according to the composition and charged mass parts shown in Table 1.
(ポリマー(P-10))
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、1-ブタノール98.0 部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を110℃に加熱して、ブチルアク
リレート20部、スチレン50部、アクリル酸30部、及び2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)1部の混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、さらに110℃で3時間反応させた後、固形分測定によって転化率が98%超えたことを確認後、室温まで冷却し反応を停止した。その後、ダイヤフラムポンプで1-ブタノールを除去し、ポリマー(P-10)を得た。また、得られたポリマーの質量平均分子量は、133,000であった。
(Polymer (P-10))
98.0 parts of 1-butanol was charged into a reaction vessel equipped with a gas inlet tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, and the mixture was purged with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel was heated to 110°C, and a mixture of 20 parts of butyl acrylate, 50 parts of styrene, 30 parts of acrylic acid, and 1 part of 2,2'-azobis(isobutyronitrile) was added dropwise over 2 hours. A polymerization reaction was performed. After the dropwise addition was completed, the reaction was further carried out at 110° C. for 3 hours, and after confirming that the conversion rate exceeded 98% by solid content measurement, the reaction was stopped by cooling to room temperature. Thereafter, 1-butanol was removed using a diaphragm pump to obtain a polymer (P-10). Moreover, the mass average molecular weight of the obtained polymer was 133,000.
表4-1中の略称を以下に示す。
DMAEMA:N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
DEAEMA:N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート
DMAPAA:ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
VP:2-ビニルピリジン
VI:1-ビニルイミダゾール
DCPA:ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレ-ト
BA:ブチルアクリレート
St:スチレン
MEA:2-メトキシエチルアクリレート
AA:アクリル酸
HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
AIBN:2,2'-アゾジイソブチロニトリル
HPO:35%過酸化水素
The abbreviations in Table 4-1 are shown below.
DMAEMA: N,N-dimethylaminoethyl methacrylate DEAEMA: N,N-diethylaminoethyl methacrylate DMAPAA: Dimethylaminopropylacrylamide VP: 2-vinylpyridine VI: 1-vinylimidazole DCPA: Dicyclopentenyloxyethyl acrylate BA: Butyl acrylate St: Styrene MEA: 2-methoxyethyl acrylate AA: Acrylic acid HEA: 2-hydroxyethyl acrylate AIBN: 2,2'-azodiisobutyronitrile HPO: 35% hydrogen peroxide
<細胞培養器材処理剤の製造>
[実施例4-1]
(細胞培養器材処理剤(PC-1))
得られたポリマー(P-1)10.0部と、架橋剤としてカルボジイミド基含有化合物(日清紡ホールディングス(株)製;カルボジライトV-02)5.0部とをエタノールで希釈して10%溶液を調製し、細胞培養器材処理剤(PC-1)を得た。
<Manufacture of cell culture equipment treatment agent>
[Example 4-1]
(Cell culture equipment treatment agent (PC-1))
10.0 parts of the obtained polymer (P-1) and 5.0 parts of a carbodiimide group-containing compound (manufactured by Nisshinbo Holdings, Inc.; Carbodilite V-02) as a crosslinking agent were diluted with ethanol to form a 10% solution. A cell culture equipment treatment agent (PC-1) was obtained.
[実施例4-2~4-9、比較例4-1~4-2]
(細胞培養器材処理剤(PC-2~11))
表2の組成及び仕込み質量部に変更した以外は(PC-1)と同様にして、細胞培養器材処理剤(PC-2~11)を調整した。
[Examples 4-2 to 4-9, Comparative Examples 4-1 to 4-2]
(Cell culture equipment treatment agent (PC-2 to 11))
Cell culture equipment treatment agents (PC-2 to 11) were prepared in the same manner as (PC-1) except that the composition and parts by mass of the preparations were changed as shown in Table 2.
<細胞培養器材処理剤の評価>
得られた細胞培養器材処理剤(PC-1~11)について、以下の評価を実施した。結果を表2に示す。
<Evaluation of cell culture equipment treatment agents>
The following evaluations were performed on the obtained cell culture equipment treatment agents (PC-1 to PC-11). The results are shown in Table 2.
[評価項目1.<耐水性>]
細胞培養器材処理剤(PC-1~11)を、精密秤量した浅型金属容器に2.0g添加し、150℃で10分加熱し乾燥させた。オーブンから取り出し、浅型金属容器ごと精密秤量した後、浅型金属容器にイオン交換水5.0gを加え一晩静置した。浅型金属容器からイオン交換水を吸引排出した後、再度150℃で10分乾燥し、浅型金属容器を精密秤量した。下記式で水への溶解度を算出し、耐水性を4段階の評価基準に基づいて評価した。耐水性が高いほど耐久性が良好である。
水への溶解度(%)=100-[(z-x)/(y-x)]×100
x:浅型金属容器の質量(g)
y:イオン交換水で処理する前の質量(g)
z:イオン交換水で処理した後の質量(g)
(評価基準)
◎:水への溶解度≦2%:非常に良好
○:2%<水への溶解度≦4%:良好
△:4%<水への溶解度≦10%:使用可能
×:10%<水への溶解度:使用不可
[Evaluation item 1. <Water resistance>]
2.0 g of the cell culture equipment treatment agents (PC-1 to PC-11) were added to a precisely weighed shallow metal container and heated at 150° C. for 10 minutes to dry. After taking it out of the oven and precisely weighing the shallow metal container, 5.0 g of ion-exchanged water was added to the shallow metal container and left overnight. After the ion-exchanged water was suctioned and discharged from the shallow metal container, it was dried again at 150° C. for 10 minutes, and the shallow metal container was precisely weighed. The solubility in water was calculated using the following formula, and the water resistance was evaluated based on a four-level evaluation standard. The higher the water resistance, the better the durability.
Solubility in water (%) = 100-[(z-x)/(y-x)] x 100
x: Mass of shallow metal container (g)
y: Mass (g) before treatment with ion-exchanged water
z: Mass after treatment with ion-exchanged water (g)
(Evaluation criteria)
◎: Solubility in water≦2%: Very good○: 2%<Solubility in water≦4%: Good△:4%<Solubility in water≦10%: Usable ×:10%<Solubility in water Solubility: Not usable
表4-2中の略称を以下に示す。
V-02:カルボジイミド基含有化合物(日清紡ホールディングス(株)製;カルボジライトV-02)
V-10:カルボジイミド基含有化合物(日清紡ホールディングス(株)製;カルボジライトV-10)
MDI:イソシアネート含有化合物(2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート)
The abbreviations in Table 4-2 are shown below.
V-02: Carbodiimide group-containing compound (manufactured by Nisshinbo Holdings, Inc.; Carbodilite V-02)
V-10: Carbodiimide group-containing compound (manufactured by Nisshinbo Holdings, Inc.; Carbodilite V-10)
MDI: Isocyanate-containing compound (2,2'-diphenylmethane diisocyanate)
<細胞培養器材の製造と評価>
得られた細胞培養器材処理剤を用いて以下のとおり細胞培養器材を作製した。また得られた細胞培養器材について、以下の評価を行った。結果を表4-3~4-5に示す。
<Manufacture and evaluation of cell culture equipment>
Using the obtained cell culture equipment treatment agent, cell culture equipment was produced as follows. Furthermore, the following evaluations were performed on the obtained cell culture equipment. The results are shown in Tables 4-3 to 4-5.
[実施例4-10~4-18、比較例4-3、4-4]
(細胞培養器材(D-1~11))
U字底96ウェルプレートに、細胞培養器材処理剤(PC-1~11)を各ウェルに約0.5mlずつ注入した。これを吸引排出した後、50℃ で3時間乾燥させることによ
り、ウェルプレート内部が細胞培養器材処理剤(PC-1~11)で被覆された、細胞培養器材(D-1~11)を作製した。
[Examples 4-10 to 4-18, Comparative Examples 4-3 and 4-4]
(Cell culture equipment (D-1 to 11))
Approximately 0.5 ml of cell culture equipment treatment agents (PC-1 to PC-11) were injected into each well of a U-shaped 96-well plate. After suctioning and discharging this, it was dried at 50°C for 3 hours to prepare cell culture equipment (D-1 to 11) with the inside of the well plate coated with the cell culture equipment treatment agent (PC-1 to 11). did.
[評価項目2.<スフェロイド形成試験>]
細胞培養器材(D-1~11)をエチレンオキサイドガス滅菌した後、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)にウシ胎児血清(FBS)を10%添加したものを培地とし、マウス線維芽細胞用細胞株(NIH/3T3細胞)を1ウェルあたり1×104個播種し
、5%CO2/37℃のインキュベーターで5日目まで培養し、5日後の細胞培養状態を
透過式光学顕微鏡40倍で写真撮影し、細胞の形態を観察することによって評価した。
(評価基準)
○:1つのスフェロイドを形成
△:複数個のスフェロイドを形成
×:スフェロイドを形成しない
[Evaluation item 2. <Spheroid formation test>]
After sterilizing the cell culture equipment (D-1 to D-11) with ethylene oxide gas, use Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) as a medium, and use a mouse fibroblast cell line ( NIH/3T3 cells) were seeded at 1 x 10 cells per well and cultured in a 5% CO 2 /37°C incubator until the 5th day, and the cell culture state after 5 days was photographed using a transmission light microscope at 40x magnification. and evaluated by observing cell morphology.
(Evaluation criteria)
○: One spheroid is formed △: Multiple spheroids are formed ×: No spheroid is formed
[実施例4-19~4-27、比較例4-5、4-6]
(細胞培養器材(D-12~22))
スライドガラス上に、細胞培養器材処理剤(PC-1~11)を、膜厚1.0μmになるようにスピンコートし、90℃2分加熱処理して、ガラス上に細胞培養器材処理剤(PC-1~11)で被覆された、細胞培養器材(D-12~22)を得た。
[Examples 4-19 to 4-27, Comparative Examples 4-5 and 4-6]
(Cell culture equipment (D-12-22))
Spin coat the cell culture equipment treatment agents (PC-1 to PC-11) onto the slide glass to a film thickness of 1.0 μm, heat treat at 90°C for 2 minutes, and apply the cell culture equipment treatment agents (PC-1 to PC-11) onto the glass. Cell culture equipment (D-12 to D-22) coated with PC-1 to PC-11) was obtained.
[評価項目3.<水との接触角>]
得られた細胞培養器材(D-12~22)の細胞培養器材処理剤塗工面について、水との接触角を、JISK 6788(ISO8296)に基づいて測定した。
[Evaluation item 3. <Contact angle with water>]
The contact angle with water of the cell culture equipment treatment agent-coated surface of the obtained cell culture equipment (D-12 to D-22) was measured based on JISK 6788 (ISO8296).
[評価項目4.<抗体蛋白質吸着性>]
U字の24ウェルプレートに、細胞培養器材(D-1~11)を11mm角にカットして入れ、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で10000倍希釈したHPR-IgG溶液1
mlを添加して浸漬させた。室温で1時間インキュベートした後、PBS-T(0.1%
Tween20)を用いて各ウェルを4回洗浄した。染色液を各ウェルに1mlずつ分注し、室温で10分間インキュベートした後、反応停止液を各ウェルに1mlずつ分注後、450nm(副波長650nm)の吸光度Aλを、MITHRAS2 LD943-M2Mマイクロプレートリーダーを用いて測定した。吸光度Aλが小さいほど抗体蛋白質吸着性が低く良好である。以下の基準で評価した。
染色液:TMBZ溶液(3,3',5,5'-テトラメチルベンジジン)
反応停止液:タカラバイオ社製 WASH and Stop Solution For ELISA With Solution for ELISA without Sulfuric Acid
HPR-IgG:酵素、抗体(HORSERADIH PEROXIDASE IMMU
NOGLOBULING)
PBS-T:PBSに0.1% Tween20を添加したもの
(評価基準)
◎:Aλ≦0.2(極めて良好)
○:0.2<Aλ≦0.6(良好)
△:0.6<Aλ≦0.8(使用可能)
×:0.8<Aλ(不良)
[Evaluation item 4. <Antibody protein adsorption property>]
Cut the cell culture equipment (D-1 to 11) into 11 mm squares and place them in a U-shaped 24-well plate, and add HPR-IgG solution 1 diluted 10,000 times with phosphate buffered saline (PBS).
ml was added and soaked. After incubation for 1 hour at room temperature, PBS-T (0.1%
Each well was washed four times using Tween 20). After dispensing 1 ml of the staining solution to each well and incubating for 10 minutes at room temperature, dispensing 1 ml of the reaction stop solution to each well, measure the absorbance Aλ at 450 nm (subwavelength 650 nm) using a MITHRAS2 LD943-M2M microplate. Measured using a reader. The smaller the absorbance Aλ, the lower the antibody protein adsorption property and the better. Evaluation was made based on the following criteria.
Staining solution: TMBZ solution (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine)
Reaction stop solution: Takara Bio Inc. WASH and Stop Solution For ELISA With Solution for ELISA without Sulfuric Acid
HPR-IgG: Enzyme, antibody (HORSERADIH PEROXIDASE IMMU
NOGLOBULING)
PBS-T: PBS with 0.1% Tween20 added (evaluation criteria)
◎: Aλ≦0.2 (extremely good)
○: 0.2<Aλ≦0.6 (good)
△: 0.6<Aλ≦0.8 (usable)
×: 0.8<Aλ (defective)
[実施例4-28~4-36、比較例4-7、4-8]
(細胞培養器材(D-23~33))
幅200μm、高さ50μmの流路を有するPDMS(ポリジメチルシロキサン)製標準チップ(フルイドウェアテクノロジーズ社製)流路に、細胞培養器材処理剤(PC-1~11)を流し込み、50℃加熱した状態で4時間精置した後、純水で3回、PBS(林純薬工業株式会社製;リン酸緩衝生理食塩水)で1回洗浄し、未吸着成分を除去して、細胞培養器材(D-23~33)を得た。
[Examples 4-28 to 4-36, Comparative Examples 4-7 and 4-8]
(Cell culture equipment (D-23-33))
Cell culture equipment treatment agents (PC-1 to 11) were poured into a PDMS (polydimethylsiloxane) standard chip (manufactured by Fluidware Technologies) channel having a channel width of 200 μm and height of 50 μm, and heated at 50°C. After leaving it in this state for 4 hours, it was washed three times with pure water and once with PBS (phosphate buffered saline, manufactured by Hayashi Pure Chemical Industries, Ltd.) to remove unadsorbed components, and the cell culture equipment ( D-23 to D-33) were obtained.
[評価項目5.<血液送液試験>]
得られた細胞培養器材(D-23~33)において、血液検体を一定圧力下、2μL/minの入口スピードで12分間送液し、送液直後から1分後の1分間に流路出口から流出した血液検体量と、送液開始5分後から6分後の1分間に流路出口から流出した血液検体量と、送液開始10分後から11分後の1分間に流路出口から流出した血液検体量と、をそれぞれ測定した。流出した血液検体量が多く、経時で減少せず一定であるほど良好である。
[Evaluation item 5. <Blood feeding test>]
In the obtained cell culture equipment (D-23 to 33), a blood sample was pumped under constant pressure at an inlet speed of 2 μL/min for 12 minutes, and 1 minute after the liquid was pumped, the blood sample was pumped from the flow path outlet for 1 minute. The amount of blood sample that flowed out, the amount of blood sample that flowed out from the flow path outlet in one minute from 5 minutes to 6 minutes after the start of liquid feeding, and the amount of blood sample that flowed out from the flow path outlet in 1 minute from 10 minutes to 11 minutes after the start of liquid feeding. The amount of blood sample that flowed out was measured. The larger the amount of blood sample that flows out and the more constant it is without decreasing over time, the better.
表4-2~4-5に示すように、本発明の細胞培養器材処理剤は耐水性が高く、該処理剤を用いた細胞培養器材は、抗体蛋白質吸着性が抑えられており、優れた血液送液性を示した。特に、ビニル系ポリマーが架橋性基を有し且つ架橋剤を含む場合に、耐水性に優れていた。一方、数平均分子量が2,000未満のポリマー(a)を用いた場合は耐水性が大きく劣る結果となった。また、特にアミンオキシド基含有量が0.5~5mmol/gであると、蛋白質吸着抑制及び血液送液性に優れていた。
このように、本発明の細胞培養器材処理剤が耐水性に優れ、該処理剤を用いてなる細胞培養器材は、スフェロイド形成性が高く且つ優れた蛋白質、細胞接着防止効果を発揮し、血液送液性にも優れているため、メディカルデバイスとして有用であることが示された。
As shown in Tables 4-2 to 4-5, the cell culture equipment treatment agent of the present invention has high water resistance, and the cell culture equipment using the treatment agent has suppressed antibody protein adsorption properties and has excellent It showed blood-transferability. In particular, when the vinyl polymer had a crosslinkable group and contained a crosslinking agent, it had excellent water resistance. On the other hand, when polymer (a) having a number average molecular weight of less than 2,000 was used, the water resistance was significantly inferior. In addition, particularly when the amine oxide group content was 0.5 to 5 mmol/g, protein adsorption suppression and blood delivery performance were excellent.
As described above, the cell culture equipment treatment agent of the present invention has excellent water resistance, and the cell culture equipment made using the treatment agent has high spheroid formation properties, exhibits excellent protein and cell adhesion prevention effects, and has excellent blood flow resistance. It has also been shown to be useful as a medical device due to its excellent liquid properties.
<<細胞培養培地添加剤の実施例>>
<細胞培養培地添加剤の製造>
[実施例5-1]
(細胞培養培地添加剤1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、還流冷却器、滴下管を備えた反応容器に、窒素気流下、有機溶媒として酢酸エチル150質量部を仕込み、撹拌下80℃で30分加熱した。滴下管にモノマーとしてジメチルアミノプロピルアクリルアミドを80質量部、ブチルアクリレートを20質量部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを0.5質量部、溶媒として酢酸エチルを10質量部仕込み、2時間かけて滴下した。滴下終了後6時間加熱を継続した。その後、室温に冷却し反応を停止した。
次に、エタノール150部とオキシド化剤として35%過酸化水素水を50部(用いたジメチルアミノプロピルアクリルアミドと等モル量)加え、70℃で16時間反応させることで3級アミノ基のオキシド化を行った。その後、ダイヤフラムポンプで溶剤を除去し、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマー(A-1)を得た。
得られたビニル系ポリマー(A-1)のアミンオキシド基含有量は、加えたジメチルアミノプロピルアクリルアミド量と上述の数式1から4.73mmol/gであった。
次に、25℃のリン酸緩衝生理食塩水(以下、PBSという)99g中に、得られたビニル系ポリマー(A-1)を1g入れて撹拌して溶解させた後、25℃で24時間放置して、PBSで1質量%に希釈された細胞培養培地添加剤1を得た。
その結果、ビニル系ポリマー(A-1)の分離、析出ともに見られず、完全に溶解可能であり、PBSに対して可溶であることが示された。
<<Examples of cell culture medium additives>>
<Manufacture of cell culture medium additives>
[Example 5-1]
(Cell culture medium additive 1)
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, a reflux condenser, and a dropping tube, 150 parts by mass of ethyl acetate was charged as an organic solvent under a nitrogen stream, and the mixture was heated at 80° C. for 30 minutes with stirring. A dropping tube was charged with 80 parts by mass of dimethylaminopropylacrylamide as monomers, 20 parts by mass of butyl acrylate, 0.5 parts by mass of azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, and 10 parts by mass of ethyl acetate as a solvent, and left for 2 hours. It dripped. Heating was continued for 6 hours after the completion of the dropwise addition. Thereafter, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
Next, 150 parts of ethanol and 50 parts of 35% hydrogen peroxide as an oxidizing agent (equimolar amount to the dimethylaminopropylacrylamide used) were added and reacted at 70°C for 16 hours to oxidize the tertiary amino group. I did it. Thereafter, the solvent was removed using a diaphragm pump to obtain a vinyl polymer (A-1) having amine oxide groups.
The amine oxide group content of the obtained vinyl polymer (A-1) was 4.73 mmol/g based on the amount of dimethylaminopropylacrylamide added and the above-mentioned formula 1.
Next, 1 g of the obtained vinyl polymer (A-1) was added to 99 g of phosphate buffered saline (hereinafter referred to as PBS) at 25°C, stirred and dissolved, and then heated at 25°C for 24 hours. Upon standing, cell culture medium additive 1 diluted to 1% by mass with PBS was obtained.
As a result, neither separation nor precipitation of the vinyl polymer (A-1) was observed, indicating that it was completely soluble and soluble in PBS.
[実施例5-2~5-12、比較例5-1、5-2]
(細胞培養培地添加剤2~14)
表5-1に示す組成に変更した以外は、細胞培養培地添加剤1と同様にして、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマー(A-2~12)及び、アミンオキシド基を有しないビニル系ポリマー(A-13、14)を得た後、PBSに溶解させて、PBSで1質量%に希釈された細胞培養培地添加剤2~14を得た。
なお、アミンオキシド基を有しないビニル系ポリマー(A-13、14)は、オキシド化剤を反応させずに溶剤を除去した後、PBSで1質量%に希釈したところ、完全に溶解
せず、PBSに対して不溶であることが示されたが、上澄み部分を評価に用いた。
[Examples 5-2 to 5-12, Comparative Examples 5-1 and 5-2]
(Cell culture medium additives 2 to 14)
Vinyl polymers with amine oxide groups (A-2 to A-12) and vinyl polymers without amine oxide groups were prepared in the same manner as Cell Culture Medium Additive 1, except that the composition was changed to the one shown in Table 5-1. After obtaining (A-13, 14), it was dissolved in PBS to obtain cell culture medium additives 2 to 14 diluted to 1% by mass with PBS.
Note that vinyl polymers (A-13, 14) that do not have amine oxide groups did not completely dissolve when diluted to 1% by mass with PBS after removing the solvent without reacting with the oxidizing agent. Although it was shown to be insoluble in PBS, the supernatant portion was used for evaluation.
表5-1中の略称を以下に示す。
DMAPAA: ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
DEAEMA: ジエチルアミノエチルメタクリレート
VP:ビニルピリジン
VI:ビニルイミダゾール
BA:ブチルメタクリレート
2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート
ISTA:イソステアリルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
St:スチレン
AA:アクリル酸
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
The abbreviations in Table 5-1 are shown below.
DMAPAA: Dimethylaminopropylacrylamide DEAEMA: Diethylaminoethyl methacrylate VP: Vinylpyridine VI: Vinylimidazole BA: Butyl methacrylate 2EHA: 2-Ethylhexyl acrylate ISTA: Isostearyl acrylate MMA: Methyl methacrylate St: Styrene AA: Acrylic acid HEA: Hydroxyethyl acrylate
<細胞培養培地添加剤の評価>
得られた細胞培養培地添加剤について、以下の評価を実施した。結果を表5-2に示す。
<Evaluation of cell culture medium additives>
The obtained cell culture medium additive was evaluated as follows. The results are shown in Table 5-2.
[細胞凝集塊の形成性]
培地にはダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)にウシ胎児血清(FBS)を10%添加したものを使用した(以下、「10%FBS-DMEM培地」とも呼ぶ。)。10%FBS-DMEM培地にマウス線維芽細胞用細胞株(NIH/3T3細胞)を加え、NIH/3T3の濃度が100,000cells/mlとなる細胞懸濁液を作製した。得られた細胞懸濁液100μLを、滅菌されたポリスチレン製のU底96ウェルプレートの各ウェルに播種した。さらに、得られた細胞培養培地添加剤を、ビニル系ポリマー(A)の濃度が0.05質量%及び0.5質量%になるようにそれぞれ添加し、ピペッティングした。その後、5%CO2/37℃のインキュベーターで5日目まで培養した。細胞凝集塊
の形成性は、5日目の細胞培養状態を透過式光学顕微鏡40倍で写真撮影し、細胞の形態を目視観察することによって評価した。
a:1つのスフェロイドを形成 :良好
b:複数個のスフェロイドを形成 :使用不可
c:スフェロイドを形成しない :不良
[Formation of cell aggregates]
The medium used was Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM) to which 10% fetal bovine serum (FBS) was added (hereinafter also referred to as "10% FBS-DMEM medium"). A mouse fibroblast cell line (NIH/3T3 cells) was added to a 10% FBS-DMEM medium to prepare a cell suspension with an NIH/3T3 concentration of 100,000 cells/ml. 100 μL of the obtained cell suspension was seeded into each well of a sterilized polystyrene U-bottom 96-well plate. Furthermore, the obtained cell culture medium additives were added and pipetted so that the concentrations of the vinyl polymer (A) were 0.05% by mass and 0.5% by mass, respectively. Thereafter, the cells were cultured in a 5% CO 2 /37°C incubator until the 5th day. The ability to form cell aggregates was evaluated by photographing the cell culture state on the 5th day using a transmission optical microscope at a magnification of 40 times and visually observing the morphology of the cells.
a: One spheroid is formed: Good b: Multiple spheroids are formed: Unusable c: No spheroid is formed: Poor
[細胞のATPアッセイ]
上記5日目まで培養した細胞のATP(アデノシン-5’-三リン酸)アッセイを行い、生細胞の割合を評価した。具体的には、培養後のウェルに100μlのATP試薬(『塊』のATP測定試薬:東洋ビーネット社製)を添加、5回ピペッティングし、5分間室温で静置した後、100mlの試薬・細胞溶解液を別プレートに分取し1分間撹拌した。これをMithrasLB940(Berthold社製)を用いて発光量を測定した。
生細胞の割合=(培養5日後の発光量)/(細胞培養培地添加剤を加えずに5日間培養した際の発光量)×100
a:50%以上 :良好
b:20%以上50%未満 :使用可能
c:20%未満 :不良
[Cellular ATP assay]
ATP (adenosine-5'-triphosphate) assay was performed on the cells cultured up to the 5th day, and the percentage of viable cells was evaluated. Specifically, 100 μl of ATP reagent (“clump” ATP measurement reagent: manufactured by Toyo B-Net Co., Ltd.) was added to the well after culture, pipetted 5 times, left to stand at room temperature for 5 minutes, and then 100 ml of the reagent was added. - The cell lysate was dispensed onto a separate plate and stirred for 1 minute. The amount of luminescence was measured using Mithras LB940 (manufactured by Berthold).
Proportion of living cells = (Luminescence amount after 5 days of culture) / (Luminescence amount when cultured for 5 days without adding cell culture medium additives) x 100
a: 50% or more: Good b: 20% or more but less than 50%: Usable c: Less than 20%: Poor
表5-2に示すように、本発明の細胞培養培地添加剤を用いることで1つのスフェロイドを形成し、細胞凝集塊の形成性が良好であることが示された。また、ATPアッセイの結果、細胞死は起こっておらず、使用可能水準の生細胞数であることが示された。これは本発明の細胞培養培地添加剤に含まれるビニル系ポリマー(A)がタンパク質と適切に吸着することで、細胞同士の接着が優先され、細胞と基材との接着性が阻害されたためであると考えられる。それに対して、アミンオキシド基を有しないビニル系ポリマーを使用した比較例5-1~5-2は、細胞凝集塊が形成されなかった。また、ATPアッセイの結果、生細胞の割合が大きく減っていた。これは、アミンオキシド基を有していないことにより、細胞の周囲の環境を適切に制御できなかったためであると考えられる。 As shown in Table 5-2, by using the cell culture medium additive of the present invention, one spheroid was formed, indicating that cell aggregate formation was good. Furthermore, the results of the ATP assay showed that no cell death occurred and the number of viable cells was at a usable level. This is because the vinyl polymer (A) contained in the cell culture medium additive of the present invention properly adsorbs proteins, giving priority to adhesion between cells and inhibiting adhesion between cells and the substrate. It is believed that there is. On the other hand, in Comparative Examples 5-1 and 5-2 in which a vinyl polymer having no amine oxide group was used, no cell aggregates were formed. Furthermore, the results of the ATP assay showed that the percentage of viable cells had decreased significantly. This is considered to be because the environment around the cells could not be controlled appropriately due to the absence of amine oxide groups.
<抗体産生細胞培養培地添加剤の製造>
[実施例6-1]
(細胞培養培地添加剤1)
温度計、撹拌機、窒素導入管、還流冷却器、滴下管を備えた反応容器に、窒素気流下、有機溶媒として酢酸エチル150質量部を仕込み、撹拌下80℃で30分加熱した。滴下管にモノマーとしてジメチルアミノプロピルアクリルアミドを80質量部、ブチルアクリレートを20質量部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを0.5質量部、溶媒として酢酸エチルを10質量部仕込み、2時間かけて滴下した。滴下終了後6時間加熱を継続した。その後、室温に冷却し反応を停止した。
次に、エタノール150部とオキシド化剤として35%過酸化水素水を50部(用いたジメチルアミノプロピルアクリルアミドと等モル量)加え、70℃で16時間反応させることで3級アミノ基のオキシド化を行った。その後、ダイヤフラムポンプで溶剤を除去し、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマー(A-1)を得た。
得られたビニル系ポリマー(A-1)のアミンオキシド基含有量は、加えたジメチルアミノプロピルアクリルアミド量と上述の数式1から4.73mmol/gであった。
次に、25℃のリン酸緩衝生理食塩水(以下、PBSという)99g中に、得られたビニル系ポリマー(A-1)を1g入れて撹拌して溶解させた後、25℃で24時間放置して、PBSで1質量%に希釈された細胞培養培地添加剤1を得た。
その結果、ビニル系ポリマー(A-1)の分離、析出ともに見られず、完全に溶解可能であり、PBSに対して可溶であることが示された。
<Production of antibody-producing cell culture medium additive>
[Example 6-1]
(Cell culture medium additive 1)
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, a reflux condenser, and a dropping tube, 150 parts by mass of ethyl acetate was charged as an organic solvent under a nitrogen stream, and the mixture was heated at 80° C. for 30 minutes with stirring. A dropping tube was charged with 80 parts by mass of dimethylaminopropylacrylamide as monomers, 20 parts by mass of butyl acrylate, 0.5 parts by mass of azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, and 10 parts by mass of ethyl acetate as a solvent, and left for 2 hours. It dripped. Heating was continued for 6 hours after the completion of the dropwise addition. Thereafter, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
Next, 150 parts of ethanol and 50 parts of 35% hydrogen peroxide as an oxidizing agent (equimolar amount to the dimethylaminopropylacrylamide used) were added and reacted at 70°C for 16 hours to oxidize the tertiary amino group. I did it. Thereafter, the solvent was removed using a diaphragm pump to obtain a vinyl polymer (A-1) having amine oxide groups.
The amine oxide group content of the obtained vinyl polymer (A-1) was 4.73 mmol/g based on the amount of dimethylaminopropylacrylamide added and the above-mentioned formula 1.
Next, 1 g of the obtained vinyl polymer (A-1) was added to 99 g of phosphate buffered saline (hereinafter referred to as PBS) at 25°C, stirred and dissolved, and then heated at 25°C for 24 hours. Upon standing, cell culture medium additive 1 diluted to 1% by mass with PBS was obtained.
As a result, neither separation nor precipitation of the vinyl polymer (A-1) was observed, indicating that it was completely soluble and soluble in PBS.
[実施例6-2~6-12、比較例6-1、6-2]
(細胞培養培地添加剤2~14)
表6-1に示す組成に変更した以外は、細胞培養培地添加剤1(実施例6-1)と同様にして、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマー(A-2~12)及び、アミンオキシド基を有しないビニル系ポリマー(A-13、14)を得た後、PBSに溶解させて、PBSで1質量%に希釈された細胞培養培地添加剤2~14を得た。
なお、アミンオキシド基を有しないビニル系ポリマー(A-13、14)は、オキシド化剤を反応させずに溶剤を除去した後、PBSで1質量%に希釈したところ、完全に溶解
せず、PBSに対して不溶であることが示されたが、上澄み部分を評価に用いた。
[Examples 6-2 to 6-12, Comparative Examples 6-1 and 6-2]
(Cell culture medium additives 2 to 14)
Vinyl polymers having amine oxide groups (A-2 to 12) and amine oxide After obtaining vinyl polymers (A-13, 14) without groups, they were dissolved in PBS to obtain cell culture medium additives 2 to 14 diluted to 1% by mass with PBS.
Note that vinyl polymers (A-13, 14) that do not have amine oxide groups did not completely dissolve when diluted to 1% by mass with PBS after removing the solvent without reacting with the oxidizing agent. Although it was shown to be insoluble in PBS, the supernatant portion was used for evaluation.
表6-1中の略称を以下に示す。
DMAPAA: ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
DEAEMA: ジエチルアミノエチルメタクリレート
VP:ビニルピリジン
VI:ビニルイミダゾール
BA:ブチルメタクリレート
2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート
ISTA:イソステアリルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
St:スチレン
AA:アクリル酸
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
The abbreviations in Table 6-1 are shown below.
DMAPAA: Dimethylaminopropylacrylamide DEAEMA: Diethylaminoethyl methacrylate VP: Vinylpyridine VI: Vinylimidazole BA: Butyl methacrylate 2EHA: 2-Ethylhexyl acrylate ISTA: Isostearyl acrylate MMA: Methyl methacrylate St: Styrene AA: Acrylic acid HEA: Hydroxyethyl acrylate
<抗体産生細胞培養培地添加剤の評価>
得られた細胞培養培地添加剤について、以下の評価を実施した。結果を表6-2に示す
。
<Evaluation of antibody-producing cell culture medium additives>
The obtained cell culture medium additive was evaluated as follows. The results are shown in Table 6-2.
[抗体産生細胞凝集物の発生抑制性]
培地はDynamis Medium(Gibco製)を用い、L-Glutamin
を1質量%になるように添加した。以後、これを基礎培地と呼ぶ。これを2セット用意し、得られた抗体産生細胞培養培地添加剤をビニル系ポリマー(A)の濃度が0.05質量%又は0.5質量%になるようにそれぞれ添加した。ビニル系ポリマー(A)の濃度が異なる2種の培地にそれぞれIgG遺伝子を導入しIgG抗体を分泌産生するCHO細胞株(ATCC製CRL-12455)を加え、CHO細胞株の濃度が1,000,000cells/mlとなる細胞懸濁液を作製した。得られた細胞懸濁液20mLを、125mLの三角フラスコに播種し、37℃にて培養した。なお、培養中、栄養源が枯渇する前に3~4日に一度、上澄み液15mLを回収し、新たな基礎培地15mLと交換し、これを5回繰り返した。
抗体産生細胞凝集物の発生抑制性は、培地交換を5回繰り返した後の三角フラスコの液面付近を目視観察することによって評価した。
a:凝集物が三角フラスコの液面付近に発生していない :良好
b:凝集物が三角フラスコの液面付近に僅かに発生している :使用可
c:凝集物が三角フラスコの液面付近に一様に発生している :使用不可
[Suppression of antibody-producing cell aggregates]
Dynamis Medium (manufactured by Gibco) was used as a medium, and L-Glutamin
was added at a concentration of 1% by mass. Hereinafter, this will be referred to as the basal medium. Two sets of these were prepared, and the obtained antibody-producing cell culture medium additive was added thereto so that the concentration of the vinyl polymer (A) was 0.05% by mass or 0.5% by mass, respectively. A CHO cell line (CRL-12455 manufactured by ATCC) that secretes and produces IgG antibodies by introducing an IgG gene into two types of media with different concentrations of vinyl polymer (A) is added, and the concentration of the CHO cell line is 1,000, A cell suspension of 000 cells/ml was prepared. 20 mL of the obtained cell suspension was seeded in a 125 mL Erlenmeyer flask and cultured at 37°C. During the culture, 15 mL of the supernatant was collected once every 3 to 4 days before the nutrient source was exhausted and replaced with 15 mL of new basal medium, and this was repeated 5 times.
The ability to inhibit the formation of antibody-producing cell aggregates was evaluated by visually observing the vicinity of the liquid level in the Erlenmeyer flask after repeating the medium exchange five times.
a: Aggregates are not generated near the liquid surface of the Erlenmeyer flask: Good b: Agglomerates are slightly generated near the liquid surface of the Erlenmeyer flask: Usable c: Agglomerates are not generated near the liquid surface of the Erlenmeyer flask Uniformly occurring: Unusable
[抗体生産性]
抗体産生細胞凝集物の発生抑制性評価と同様にして細胞培養を行い、培地交換を5回繰り返した後の三角フラスコの上澄み液中の抗体量を、Bethyl Laboratories,Inc製のHuman IgG ELISA Quantitation Setを用いて測定した。抗体産生細胞培養培地添加剤を加えないで培養した場合の成績を1とした場合の相対値で判定した。
a:1.2以上 :良好
b:1以上~1.2未満 :使用可
c:1未満 :使用不可
[Antibody productivity]
Cell culture was carried out in the same manner as in the evaluation of the ability to suppress the generation of antibody-producing cell aggregates, and the amount of antibody in the supernatant of the Erlenmeyer flask was measured using the Human IgG ELISA Quantitation Set manufactured by Bethyl Laboratories, Inc. after repeating the medium exchange five times. Measured using Judgment was made based on the relative value when the result when cultured without adding additives to the antibody-producing cell culture medium was set as 1.
a: 1.2 or more: Good b: 1 or more and less than 1.2: Usable c: Less than 1: Unusable
表6-2に示すように、アミンオキシド基を有し、かつ、質量平均分子量が2,000以上であるビニル系ポリマー(A)を含む、本発明の抗体産生細胞培養培地添加剤を培地に添加することで、優れた抗体生産性を示した。また、培養中の抗体産生細胞凝集物の発生が抑制され、抗体の精製が容易となることが示された。これは、ビニル系ポリマー(A)の極性が制御され、抗体産生細胞の周囲の環境を適切に制御したため抗体産生細胞の増殖性、生存性及び抗体生産性の面で有効に働いたためであると考えられる。
それに対して、アミンオキシド基を有しないビニル系ポリマーを使用した比較例6-1、6-2は、抗体産生細胞凝集物が三角フラスコ壁に付着した。また、抗体生産性を測定した結果、抗体量の割合が大きく減少していた。これは、アミンオキシド基を有していないことにより、細胞の周囲の環境を適切に制御できなかったためであると考えられる。
As shown in Table 6-2, the antibody-producing cell culture medium additive of the present invention containing a vinyl polymer (A) having an amine oxide group and a mass average molecular weight of 2,000 or more is added to the medium. Excellent antibody productivity was shown by adding this. It was also shown that the generation of antibody-producing cell aggregates during culture was suppressed, making it easier to purify antibodies. This is because the polarity of the vinyl polymer (A) was controlled and the environment around the antibody-producing cells was appropriately controlled, which worked effectively in terms of proliferation, survival, and antibody productivity of the antibody-producing cells. Conceivable.
On the other hand, in Comparative Examples 6-1 and 6-2 in which a vinyl polymer having no amine oxide group was used, antibody-producing cell aggregates adhered to the Erlenmeyer flask wall. Furthermore, as a result of measuring antibody productivity, the percentage of antibody amount decreased significantly. This is considered to be because the environment around the cells could not be controlled appropriately due to the absence of amine oxide groups.
<<タンパク質安定化剤の実施例>>
<ビニル系ポリマー(A)の調製>
[製造例1]
(ビニル系ポリマー(A-1))
温度計、撹拌機、窒素導入管、還流冷却器、滴下管を備えた反応容器に、窒素気流下、有機溶媒として酢酸エチル150質量部を仕込み、撹拌下80℃で30分加熱した。滴下
管にモノマーとしてジメチルアミノプロピルアクリルアミドを80質量部、ブチルアクリレートを20質量部、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを0.5質量部、溶媒として酢酸エチルを10質量部仕込み、2時間かけて滴下した。滴下終了後6時間加熱を継続した。その後、室温に冷却し反応を停止した。
次に、エタノール150部とオキシド化剤として35%過酸化水素水を50部(用いたジメチルアミノプロピルアクリルアミドと等モル量)加え、70℃で16時間反応させることで3級アミノ基のオキシド化を行った。その後、ダイヤフラムポンプで溶剤を除去し、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマー(A-1)を得た。
得られたビニル系ポリマーのアミンオキシド基含有量は、加えたジメチルアミノプロピルアクリルアミド量と上述の数式1から4.73mmol/gであった。
なお、25℃のイオン交換水中99g中に、得られたビニル系ポリマー(A-1)を1g入れて撹拌し溶解後、25℃で24時間放置した。その結果これらの樹脂は分離、析出ともに見られず、完全に溶解可能であり、水溶性であることが示された。
<<Example of protein stabilizer>>
<Preparation of vinyl polymer (A)>
[Manufacture example 1]
(Vinyl polymer (A-1))
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, a reflux condenser, and a dropping tube, 150 parts by mass of ethyl acetate was charged as an organic solvent under a nitrogen stream, and the mixture was heated at 80° C. for 30 minutes with stirring. A dropping tube was charged with 80 parts by mass of dimethylaminopropylacrylamide as monomers, 20 parts by mass of butyl acrylate, 0.5 parts by mass of azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, and 10 parts by mass of ethyl acetate as a solvent, and left for 2 hours. It dripped. Heating was continued for 6 hours after the completion of the dropwise addition. Thereafter, the reaction was stopped by cooling to room temperature.
Next, 150 parts of ethanol and 50 parts of 35% hydrogen peroxide as an oxidizing agent (equimolar amount to the dimethylaminopropylacrylamide used) were added and reacted at 70°C for 16 hours to oxidize the tertiary amino group. I did it. Thereafter, the solvent was removed using a diaphragm pump to obtain a vinyl polymer (A-1) having amine oxide groups.
The amine oxide group content of the obtained vinyl polymer was 4.73 mmol/g based on the added amount of dimethylaminopropylacrylamide and the above-mentioned formula 1.
In addition, 1 g of the obtained vinyl polymer (A-1) was put into 99 g of ion-exchanged water at 25° C., stirred and dissolved, and then left at 25° C. for 24 hours. As a result, these resins showed no separation or precipitation, indicating that they were completely soluble and water-soluble.
[製造例2~14]
(ビニル系ポリマー(A-2~14))
表7-1に示す組成に変更した以外は、製造例1と同様にして、アミンオキシド基を有するビニル系ポリマー(A-2~12)及びアミンオキシド基を有しないビニル系ポリマー(A-13、14)を得た。なお、ビニル系ポリマー(A-13、14)は、オキシド化剤を反応させずに溶剤を除去したものである。
[Production Examples 2 to 14]
(Vinyl polymer (A-2 to 14))
Vinyl polymers with amine oxide groups (A-2 to 12) and vinyl polymers without amine oxide groups (A-13 , 14) were obtained. Note that the vinyl polymers (A-13, 14) are those obtained by removing the solvent without reacting with the oxidizing agent.
表7-1中の略称を以下に示す。
DMAPAA: ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
DEAEMA: ジエチルアミノエチルメタクリレート
VP:ビニルピリジン
VI:ビニルイミダゾール
BA:ブチルメタクリレート
2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート
ISTA:イソステアリルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
St:スチレン
AA:アクリル酸
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
The abbreviations in Table 7-1 are shown below.
DMAPAA: Dimethylaminopropylacrylamide DEAEMA: Diethylaminoethyl methacrylate VP: Vinylpyridine VI: Vinylimidazole BA: Butyl methacrylate 2EHA: 2-Ethylhexyl acrylate ISTA: Isostearyl acrylate MMA: Methyl methacrylate St: Styrene AA: Acrylic acid HEA: Hydroxyethyl acrylate
<タンパク質安定化剤水溶液の調製>
[実施例7-1]
(タンパク質安定化剤水溶液(AS-1))
得られたビニル系ポリマー(A-1)を、リン酸緩衝生理食塩水(以下PBS溶液)に溶かし、固形分濃度0.1質量%のタンパク質安定化剤水溶液(AS-1)を得た。
<Preparation of protein stabilizer aqueous solution>
[Example 7-1]
(Protein stabilizer aqueous solution (AS-1))
The obtained vinyl polymer (A-1) was dissolved in phosphate buffered saline (hereinafter referred to as PBS solution) to obtain an aqueous protein stabilizer solution (AS-1) with a solid content concentration of 0.1% by mass.
[実施例7-2~7-12、比較例7-1~7-2]
(タンパク質安定化剤水溶液(AS-2~14))
ビニル系ポリマー(A-1)を、表7-2に示すビニル系ポリマーに変更した以外は、実施例7-1と同様にして、それぞれタンパク質安定化剤水溶液(AS-2~14)を得た。
[Examples 7-2 to 7-12, Comparative Examples 7-1 to 7-2]
(Protein stabilizer aqueous solution (AS-2 to 14))
Protein stabilizer aqueous solutions (AS-2 to AS-14) were obtained in the same manner as in Example 7-1, except that the vinyl polymer (A-1) was changed to the vinyl polymer shown in Table 7-2. Ta.
[比較例7-3]
(タンパク質安定化剤水溶液(AS-15))
35%N,N-ジメチルドデシルアミンN-オキシド溶液(富士フィルムワコーケミカ
ル製)をPBS溶液で希釈し、固形分濃度0.1質量%のタンパク質安定化剤水溶液(AS-15)を得た。N,N-ジメチルドデシルアミンN-オキシドはアミンオキシド基含
有低分子化合物(分子量229.46)である。
[Comparative Example 7-3]
(Protein stabilizer aqueous solution (AS-15))
A 35% N,N-dimethyldodecylamine N-oxide solution (manufactured by Fuji Film Wako Chemical) was diluted with a PBS solution to obtain an aqueous protein stabilizer solution (AS-15) with a solid content concentration of 0.1% by mass. N,N-dimethyldodecylamine N-oxide is a low molecular weight compound (molecular weight 229.46) containing an amine oxide group.
<タンパク質安定化剤の評価>
得られたタンパク質安定化剤について以下の評価を実施した。結果を表7-2に示す。
<Evaluation of protein stabilizers>
The obtained protein stabilizer was evaluated as follows. The results are shown in Table 7-2.
[評価用酵素水溶液の調整]
HRP標識CRP抗体(abcam社製)を8.0ng/mlとなるように、得られたタンパク質安定化剤水溶液1mlで希釈・混合し、評価用の酵素水溶液を作成した。評価用酵素水溶液は濃度変化がないよう、よく密閉し25℃暗所で保管した。
[Preparation of enzyme aqueous solution for evaluation]
HRP-labeled CRP antibody (manufactured by ABCAM) was diluted and mixed with 1 ml of the obtained protein stabilizer aqueous solution to a concentration of 8.0 ng/ml to prepare an enzyme aqueous solution for evaluation. The enzyme aqueous solution for evaluation was tightly sealed and stored at 25° C. in a dark place so that there would be no change in concentration.
[酵素活性評価]
ペルオキシダーゼ用発色キット(住友ベークライト製)を用い、発色剤(3,3‘,5,5’-テトラメチルベンジジン(TMBZ)溶液)を10mlと基質液(過酸化水素水)100μlを混合し発色液を得た。
この発色液100μlと、評価用酵素水溶液100μlとを96穴ウェルプレートに加え、30℃暗所で20分間静置した。これに停止液(硫酸水溶液)を100μl加え反応を停止させた。450nmでの吸光度をプレートリーダーMultimode Reader Mithras2 LB943(BERTHOLD TECHNOLOGIES社製)で測定し、反応により生じたTMBZ酸化物の量を定量した。TMBZの酸化反応は
HRP標識CRP抗体の活性と相関するため、得られた吸光度を酵素活性の指標として使用することができる。
[Enzyme activity evaluation]
Using a coloring kit for peroxidase (manufactured by Sumitomo Bakelite), mix 10ml of coloring agent (3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMBZ) solution) and 100μl of substrate solution (hydrogen peroxide solution) to create a coloring solution. I got it.
100 μl of this coloring solution and 100 μl of the enzyme aqueous solution for evaluation were added to a 96-well plate, and the plate was left standing in the dark at 30° C. for 20 minutes. 100 μl of a stop solution (sulfuric acid aqueous solution) was added to this to stop the reaction. The absorbance at 450 nm was measured using a plate reader Multimode Reader Mithras2 LB943 (manufactured by BERTHOLD TECHNOLOGIES) to quantify the amount of TMBZ oxide produced by the reaction. Since the oxidation reaction of TMBZ correlates with the activity of the HRP-labeled CRP antibody, the obtained absorbance can be used as an indicator of enzyme activity.
[タンパク質安定化効果の評価]
上記酵素活性評価を、評価用酵素水溶液の保管前と25℃30日間保管後の2回行い、吸光度を測定した。保管前の吸光度を100%としたときの、保管後の吸光度の比率を計算して相対吸光度とし、下記基準にてタンパク質の変性を評価した。
[Evaluation of protein stabilization effect]
The above enzyme activity evaluation was performed twice, before storage of the enzyme aqueous solution for evaluation and after storage at 25° C. for 30 days, and the absorbance was measured. Relative absorbance was calculated by calculating the ratio of absorbance after storage to absorbance before storage as 100%, and protein denaturation was evaluated based on the following criteria.
30日保管後の相対吸光度
◎:95%以上(極めて良好)
○:90%以上、95%未満(良好)
△:80%以上、90%未満(使用可能)
×:80%未満(使用不可)
Relative absorbance after 30 days storage ◎: 95% or more (extremely good)
○: 90% or more, less than 95% (good)
△: 80% or more, less than 90% (usable)
×: Less than 80% (unusable)
表7-2に示すように、本発明のアミンオキシド基を有するビニル系ポリマーを含むタンパク質安定化剤を用いることで、高いタンパク質安定化効果が得られた。
一方、アミンオキシド基を有しないビニル系ポリマーを使用した比較例7-1~7-2及びアミンオキシド基を有するが質量平均分子量が2,000未満である低分子化合物を用いた比較例7-3は、タンパク質と共存させ保管しても十分な安定化効果が得られないことが分かった。これはアミンオキシド基を有していない、又はアミンオキシド基を有していても低分子量であることにより、タンパク質の外部環境を適切に制御できなかったためであると考えられる。
As shown in Table 7-2, a high protein stabilizing effect was obtained by using the protein stabilizer containing the vinyl polymer having an amine oxide group of the present invention.
On the other hand, Comparative Examples 7-1 to 7-2 using a vinyl polymer without amine oxide groups and Comparative Example 7- using a low molecular weight compound having an amine oxide group but with a mass average molecular weight of less than 2,000. It was found that a sufficient stabilizing effect could not be obtained even when No. 3 was stored in coexistence with protein. This is considered to be because the protein does not have an amine oxide group, or even if it does have an amine oxide group, it has a low molecular weight, so the external environment of the protein cannot be controlled appropriately.
Claims (23)
前記ビニル系ポリマー(A)が、エチレン性不飽和基を有するモノマーを重合して得られた生成物であり、
前記エチレン性不飽和基を有するモノマーが、1分子中に1つのエチレン性不飽和基とアミンオキシド基とを有するモノマー(b)、及び、炭素数1~18のアルキル基を有するモノマー(c)を含む、蛋白質、細胞又は微生物の接着抑制剤。 A protein, cell or microorganism containing a vinyl polymer (A) having an amine oxide group, a mass average molecular weight of 2,000 or more, and a content of the amine oxide group of 1 mmol/g or more. An adhesion inhibitor ,
The vinyl polymer (A) is a product obtained by polymerizing a monomer having an ethylenically unsaturated group,
The monomer having an ethylenically unsaturated group is a monomer (b) having one ethylenically unsaturated group and an amine oxide group in one molecule, and a monomer (c) having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. adhesion inhibitors for proteins, cells or microorganisms, including
[一般式1~3中、
Xは2価の結合基、
yは0又は1、
R1は炭素数1~6のアルキレン基、
R2及びR3はそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキル基、
R4は水素原子又は炭素数1~4のアルキル基、
R5~R9のうち4つはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、R5~R9のうちの1つはビニル系ポリマー(A)の主鎖との結合位置を表し、
*はビニル系ポリマー(A)の主鎖との結合位置を表す。] The adhesion inhibitor for proteins, cells, or microorganisms according to claim 1, wherein the vinyl polymer (A) has at least one structure represented by the following general formulas 1 to 3.
[In general formulas 1 to 3,
X is a divalent bonding group,
y is 0 or 1,
R 1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 4 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Four of R 5 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and one of R 5 to R 9 is a bond with the main chain of the vinyl polymer (A). represents the bond position,
* represents the bonding position with the main chain of the vinyl polymer (A). ]
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